I TESSUTI CONNETTIVI

1) Tessuti connettivi propriamente detti;

2) Tessuto adiposo;

3) Sangue;

4) Tessuto cartilagineo;

5) Tessuto osseo

A cura di

Tiziano Baroni

TESSUTO CONNETTIVO

Gruppo di tessuti con caratteristiche comuni:

• Origine embrionale (mesoderma mesenchima) • Organizzazione strutturale

tessuto connettivo

I tessuti connettivi sono costituiti da:

•cellule, separate da una notevole quantità di •matrice extracellulare (ECM) costituita da:

•fibre •sostanza fondamentale amorfa

solo nel tessuto osseo c’è anche una componente inorganica (sali di Ca++)

TESSUTO CONNETTIVO

• Funzioni:

– connessione di altri tessuti, – funz. meccanica (sostegno), – funz. difensiva (difesa immunitaria) – funz. trofica (nutritizia) vedi diapositiva seguente

N.B.: in ogni tipo di tessuto connettivo sono più rappresentate alcune delle funzioni indicate

Scambi tra

tessuto

connettivo

propriamente

detto e tessuto

epiteliale

PROPRIAMENTE DETTI • Popolazione cellulare eterogenea

• Vari tipi di fibre • Sostanza fondamentale amorfa

DI SOSTEGNO • Pochi tipi cellulari • Fibre e sostanza fondamentale formano matrice compatta

LASSO Poche fibre, molte cellule

DENSO Molte fibre, poche cellule

FLUIDI • Popolazione cellulare tipica • Fibre assenti • Sostanza fondamentale acquosa

SANGUE Contenuto nell’apparato circolatorio

LINFA Contenuta nel sistema linfatico

CARTILAGINEO Matrice fibrosa gelatinosa

OSSEO Matrice fibrosa mineralizzata

T. connettivo propriamente detto (TCPD)

composta da fibre più o meno organizzate

sostanza fondamentale viscosa

Cellule:

Fisse o residenti

Mobili o migranti In numero variabile in relazione alla situazione ambientale

Funzioni delle cellule:

omeostasi, riparazione, difesa, riserva di energia

Matrice extracellulare:

1. ECM dei TCPD

Le fibre

• Fibre collagene

• Fibre reticolari

• Fibre elastiche

Costituite da proteine chiamate collageni

Formate da proteine quali elastina e fibrillina

Funzione: meccanica

Le fibre del connettivo:

fibre collagene e fibre reticolari

Le fibre collagene al m.o. (ematossilina-eosina)

le fibre collagene sono eosinofile

Se colorate con Azan-Mallory, le fibre collagene assumono un colore bluastro (dovuto al blu di anilina)

Le fibre collagene al m.o. (Azan-Mallory)

Fasci di fibre collagene (ondulate e a decorso intrecciato) + rete di fibre reticolari (TEM)

FIBRE COLLAGENE

• Diametro: 1-12 µm

• Flessibili e molto resistenti alla trazione

• Sono quasi sempre presenti nei connettivi propriamente detti

• Sono componenti essenziali della cartilagine ialina e fibrosa e del tessuto osseo

I fasci, a forma di nastro, sono costituiti da un numero variabile di:

Le fibre (collagene e reticolari) sono costituite da un insieme di fibrille

fibrilla

Lo spazio compreso tra fibrilla e fibrilla e tra fibra e fibra è occupato dalla sostanza fondamentale

amorfa.

Fibrille in sezione longitudinale

Fibrille in sezione trasversale

Le fibrille si risolvono in microfibrille

Fibre e fibrille

Grandezza delle fibre collagene

Lo spessore di una fibra

(compreso tra 1 e 12 mm)

può dipendere dal:

-numero di fibrille

-diametro di ogni fibrilla

(compreso tra 20 fino a

300 nm circa)

Ogni fibrilla varia poi per:

-numero di microfibrille

-diametro delle microfibrille Fibra Fibrilla

Fibre, fibrille, microfibrille, tropocollagene

Immagine al

microscopio

a forza

atomica di

fibrille

collagene

allineate nel

tendine.

La fibrilla di collagene

280 nm

- Unità di tropocollagene lunghe 280 nm; - Spazio vuoto di 36 nm tra una unità di tropocollagene e l’altra

Lunghezza totale

Unità di tropocollagene (I)

1,5nm Zona vuota (36 nm)

Fibrilla collagene dopo colorazione negativa (ad es. con acido fosfo-tungstico, all’1%, pH 7)

Il metallo di contrasto usato in microscopia elettronica penetra negli spazi vuoti

generando una sorta di immagine “negativa”

Zona vuota (gap) di 36 nm

Zona di sovrapposizione (overlap) di 31 nm)

-Le unità di tropocollagene adiacenti sono sfasate di 67 nm (circa ¼ della loro lunghezza, 280 nm). -Presenza di una zona vuota o gap e di una zona di sovrapposizione (overlap)

Periodo di 67 nm

Periodicità della fibrilla di collagene

280 nm

Periodo di circa 67 nm Lunghezza totale

Zona vuota (36 nm) Zona di

sovrapposizione (31 nm)

Qui le fibrille sono colorate positivamente con acido fosfo-tungstico all’1%, pH 3,4) e poi acetato di uranile (1%, pH 4,2). Le bande scure trasversali risultano dal legame tra gli ioni metallici della soluzione con I residui laterali carichi del collagene

Tipo I

Fibrille di collagene

sezionate:

A-longitudinalmente

B-obliquamente

C-tra A e B

Prolungamento di

fibroblasto

TEM 25.000 x

Fibre collagene a decorso incrociato (cornea)

Fibroblasti nel tessuto connettivo lasso

Colorazione Azan-Mallory

Due fibroblasti circondati da fibre collagene sezionate

per lo più trasversalmente

Notare i prolungamenti citoplasmatici che impacchettano le fibre

FIBROBLASTO

Sintesi di fibre

collagene,

reticolari,

elastiche,

proteoglicani

Fasi della sintesi di collagene

I Fase :

- sintesi della molecola

immatura (procollagene)

II Fase:

-secrezione del procollagene e assemblaggio del

tropocollagene

Tropocollagene

(Lisil-ossidasi)

Procollageno peptidasi)

montaggio di fibrille: collagene (a)

reticolari (b)

Poi: più fibrille=una fibra

Tropocollagene III

Tropocollagene I

Unità di proteina tropocollagene

Particolare di fibroblasto che sta montando una fibrilla nascente

di collagene in una sua invaginazione superficiale (recesso)

Fibroblasto in fase di montaggio di fibrille di collagene

Elenco dei principali tipi di collagene

Organizza-

molecolare

Sintetizzato da...

Funzione

Localizzazione

Collageni

fibrillari

Fibroblasti, osteoblasti,

odontoblasti

Resistenza alla tensione

Connettivi lassi e densi,

osso, dentina, cemento

Condroblasti

Resistenza alla

compressione

Cartilagine ialina e

fibrosa

Fibroblasti, cellule

muscolari lisce,

epatociti, cellule di

Schwann

Contenimento di

strutture sottoposte a

deformazione

Tessuto reticolare, vasi,

tessuto muscolare liscio

Fibroblasti

Co-funzione con

collagene I

(vedi tipo I)

Condroblasti

Co-funzione con

collagene II

(vedi tipo II)

Collageni

formanti

Cellule epiteliali

Cellule endoteliali

Cellule muscolari

Cellule di Schwann

Supporto per cellule

Lamine basali in genere

Cellule epiteliali

Barriera filtrante di

materiale in transito

Membrana di Descemet

della cornea

Collageni

ancoraggio

Fibroblasti

Collegamento tra

lamina basale ed ECM

stromale

Derma, lamina propria

delle tonache mucose

Collageni

con tripla

interrotta

associati a

fibrille

(FACIT)

Condroblasti

Collegamento laterale di

fibrille di tipo II

Cartilagine ialina e

fibrosa, tendine,

legamento

Fibroblasti

Collegamento laterale di

fibrille di tipo I

Altri tipi di collageni

FIBRE RETICOLARI

• Costituite da collagene tipo III • Fibre sottili (diametro 0,5-2 µm) formate da fibrille collagene di 20–40

nm. • le fibre reticolari non decorrono parallele ma tendono a formare una

struttura a rete che sostiene le cellule circostanti. • il collagene III è molto ricco di catene oligosaccaridiche: perciò sono

colorabili con sali d’argento (fibre argirofile*) e sono PAS positive *argirofilìa: capacità di legare ioni Ag+ ma non di ridurli (occorre un agente riducente)

• Presenti in quantità in: – endonevrio, endomisio – tessuto periendoteliale – stroma degli organi ghiandolari – stroma di sostegno nel midollo osseo e negli organi linfoidi (tranne

il timo) – tra gli adipociti – nei processi iniziali di riparazione delle ferite

Azan-Mallory

Impregnazione argentica

Dotto deferente

Fibre reticolari in un linfonodo

negli organi linfoidi le f. reticolari sono prodotte dalle cellule reticolari

Fibre collagene e reticolari al SEM

LE FIBRE ELASTICHE

Colorazione di Weigert- Van Gieson

Fibre collagene (fasci)

Azan Mallory

ARTERIA ELASTICA: AORTA

Le fibre elastiche

Microfibrille e matrice amorfa di elastina

FIBRE ELASTICHE

• Costituite da fibrillina ed elastina

• Sotto trazione si allungano, per riprendere poi le dimensioni di partenza

• Determinano la necessaria deformabilità in molti tessuti connettivi (limitata dalle fibre collagene)

• Abbondanti nella tonaca elastica delle arterie e nei legamenti

• Nel t. connettivo sono prodotte dai fibroblasti

L’elastina rilassata ha una struttura ad avvolgimento casuale che può riassestarsi diversamente dopo uno stiramento

Le molecole di elastina sono legate covalentemente in gruppi che possono stirarsi reversibilmente per poi riavvolgersi. Possono essere disposte in fibre o in foglietti.

Microfibrille di fibrillina

elastina

Le microfibrille (diam. 10-12 nm) sono costituite all’esterno della cellula. In seguito sono secrete le molecole di tropoelastina che si aggregano nella elastina amorfa (in azzurro). (da R. Ross e P. Bornstein).

Come si formano le fibre elastiche

Sistema delle fibre elastiche

• Fibre ossitalaniche: solo fasci di microfibrille di fibrillina (manca l’elastina)

• Fibre elauniniche: l’elastina amorfa è poco abbondante e sparsa tra le microfibrille

• Fibre elastiche: con elastina abbondante tra le microfibrille.

I tre tipi di fibre sono presenti:

• in fasi successive di formazione delle fibre elastiche

• In sedi particolari (ad es.: le f. ossitalaniche nella pelle, endonervio, periodonto; le f. elauniniche tra derma papillare e reticolare (vedi avanti), vicino agli adenomeri delle ghiandole sudoripare, nell’epinervio, nello strato condrogenico del pericondrio (v. avanti)

Fibroblasto: secrezione di elastina

2 elastina

1 microfibrille di fibrillina

Parte di fibra elastica

4 elastina

5 microfibrille

Prolungamento di

un fibroblasto

AORTA: VASO DI TIPO ELASTICO; COLORAZIONE DI WEIGERT

TONACA AVVENTIZIA TONACA MEDIA

ARTERIA DI TIPO MUSCOLARE

ANOMALIE DEL TESSUTO

CONNETTIVO

Sindrome di Ehlers-Danlos: anomalie nelle fibre collagene di tipo V (meno frequenti nel tipo I) del derma e tendini. Ipermobilità e dislocazione (lussazioni) articolari e deformazioni della pelle

Iper-estensibilità cutanea

Pseudo-tumori sul gomito Edvard Ehlers, danese (DEN); Henry Alexandre Danlos (FRA)

Sindrome di

Marfan:

alterazione della

fibrillina (fibre

elastiche) che

porta ad una

alterazione di

tutti i connettivi

in particolare dei

vasi arteriosi.

Morte a 40 anni

per rottura

dell’aorta se non trattata

Abraham Lincoln

• Le foto di Lincoln mostrano tratti fenotipici tipici della Sindrome di Marfan.

Charles de Gaulle

•Questa patologia comporta, tra le altre cose, allungamento della parte inferiore del corpo, di piedi, mani e gambe e testa caratteristicamente allungata

Sindrome di Marfan e uomini celebri

Osama Bin Laden

SCORBUTO

Dovuto a carenza di vitamina C.

Comporta:

• anomala sintesi di collagene;

• minore resistenza dei tessuti;

• incapacità di riparare ferite;

• perdita dei denti

esposizione alla luce solare

• L’eccessiva esposizione al sole rimodella estesamente le microfibrille di fibrillina

(che appaiono troncate).

• Le fibre elastiche risultano anomale e non

funzionanti (cute meno elastica, comparsa

delle rughe)

• E’ una struttura tridimensionale macro-molecolare molto viscosa, nella quale sono immerse le cellule e le fibre.

• Ha una quantità variabile di acqua legata ai componenti macromolecolari.

• È attraversata dal liquido tessutale o interstiziale, costituito da acqua in cui sono presenti ioni, micromolecole, enzimi, ormoni.

• Diminuisce con l’età.

2. ECM dei TCPD La sostanza fondamentale amorfa

Componenti della matrice extracellulare

-Glicosamminoglicani (GAG)

-Proteoglicani (un insieme di GAG uniti ad un asse proteico)

-Aggregati proteoglicani-acido ialuronico (solo nella cartilagine)

-Glicoproteine adesive

proteoglicano

• I glicosamminoglicani, (GAG), sono polimeri di unità disaccaridiche ripetute formate da un amminozucchero acetilato (N-acetilglucosammina o N-acetilgalattosammina) e da uno zucchero come l’acido uronico (glucuronico o iduronico) o galattosio. Possono essere presenti uno o più gruppi acidi carbossilici e/o solfati e quindi contenere cariche negative.

• I GAG essendo molecole polari e addirittura acide, si idratano fortemente (legano moltissime molecole di acqua) fungendo da ammortizzatori (shock absorber) o lubrificanti.

glycosaminoglycans

PROTEOGL I CANO Glicosamminoglicano

La sintesi e la secrezione del GAG acido ialuronico (in arancio) avviene sulla superficie cellulare ad opera della ialuronato-sintetasi -proteoglicani (in rosso: la proteina che fa da asse; in verde: le singole molecole di GAG) -se la cellula, invece di essere un

fibroblasto o un osteoblasto, è un condroblasto, questo monta all’esterno una super-molecola costituita da tante copie del proteoglicano detto aggrecano tenute insieme da una molecola di acido ialuronico

Proteoglicani

COO- SO4-

Legano H2O, ioni

VARI TIPI DI PROTEOGLICANI

Sostanza amorfa: i

proteoglicani

Resistenza a forze

di compressione

proteoglicano

proteina

Il dominio di una molecola di HA: Paragonare lo spazio occupato dalla macromolecola di acido ialuronico a quello di altre macromolecole di peso molecolare inferiore

Fibrilla di collagene

Interazione tra collagene (debolmente acidofilo) e proteoglicani (acidi)

Sostanza fondamentale amorfa

FUNZIONI

di connessione (con altri tessuti): permette al connettivo di collegare tra loro i tessuti

trofica: attraverso di essa si compiono gli

scambi nutritivi e gassosi tra il sangue e le cellule dei tessuti

difensiva: la viscosità è un ostacolo alla

diffusione di sostanze estranee (batteri) meccanica: collega tra di loro le fibre

Colorazione Alcian blu–PAS In rosa le fibre collagene e le proteine adesive In blu i proteoglicani

• Glicoproteine della ECM

La fibronectina una delle proteine adesive può legare le integrine ma anche PG e collagene.

Si crea una rete di molecole collegate fra loro in grado di regolare la adesione delle cellule alle componenti della ECM ed anche i movimenti migratori cellulari.

Tipo di molecola secreta

Strutture derivate

Tropocollagene I

Fibre collagene

Tropocollagene V

Tropocollagene XII

Tropocollagene VII

Fibrille di ancoraggio

Tropocollagene III

Fibre reticolari

Tropoelastina

Fibre elastiche

Fibrillina

Fibronectina

Sostanza fondamentale

Proteoglicani: Decorina

Versicano

Macromolecole secrete dal fibroblasto

RIASSUMENDO

Le famiglie di macromolecole che compongono la ECM sono

COLLAGENI

ELASTINA E FIBRILLINA

PROTEOGLICANI E GAG

GLICOPROTEINE STRUTTURALI DI ADESIONE

Funzioni : - connessione di altri tessuti

- funz. meccanica (di sostegno)

- funz. trofica

-funz. difensiva attiva

passiva

Componenti:

- fibre

- sostanza fondamentale

- fibre

- sostanza fondamentale

-sostanza fondamentale

-cellule di difesa

-sostanza fondamentale

-fibre

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