Isto Totale

ISTOLOGIA

ISTOLOGIA. INTRODUZIONE.CENNI STORICI.Nasce alla met del secolo scorso con la denominazione originaria di Istologia descrittiva, la quale aveva essenzialmente finalit descrittive e classificatorie della morfologia dei vari tessuti, senza preoccuparsi di analizzarne la componente funzionale.

Successivamente, in seguito alla rivoluzione che accompagna dottrina cellulare, la scoperta dei meccanismi morfofunzionali della cellula, e pi ancora in seguito alla evidenziazione delle principali macromolecole organiche (con labbassamento del potere risolutivo della microscopia ottica e con la microscopia elettronica), laccezione puramente morfologica che accompagnava unanalisi di tipo istologico non soddisfece pi, e si sostitu ad essa unaccezione pi prettamente morfofunzionale.

In questo senso, dunque, si inizi a prestare grande attenzione a quello che viene comunemente definito metabolismo cellulare, cio a dire:

Il complesso delle trasformazioni chimiche e chimico-fisiche che consentono la produzione di energia che viene impiegata nelle attivit cellulari.

Infatti, i legami che trattengono gli atomi nelle molecole e le molecole fra loro esprimono una E.P. (energia potenziale) che pu essere opportunamente utilizzata dalle cellule per lespletamento delle loro esigenze funzionali.

Da un punto di vista storico, quindi, distinguiamo tre fasi di diversificazione ed evoluzione del pensiero istologico, in accordo alla diversificazione ed evoluzione delle tecniche di microscopia:

1) Stato cellulare.

2) Stato colloidale.

3) Stato macromolecolare.

DEFINIZIONI.

Istologia classica: Studio della struttura delle entit di ordine microscopico o strutturale (con la microscopia ottica) e submicroscopico o

ultrastrutturale (con la microscopia elettronica).

Istochimica e istotopochimica: (con cui viene introdotta la rivoluzione e si comincia a dare il giusto peso allaspetto

funzionale).

Studio della localizzazione e distribuzione

di sostanze chimiche nelle strutture e sub-

strutture cellulari, condotto con mezzi di

microscopia ottica ed elettronica.

Istologia moderna:Studio delle strutture e delle funzioni delle entit di ordine di grandezza microscopico, submicroscopico e macromolecolare.

Quindi, in questo senso, un indirizzo di studio semplicemente descrittivo-morfologico diviene morfo-funzionale: importanza della funzione correlata alla struttura.

Se, infatti, una procedura di indagine istologica necessita dellutilizzo di tecniche di microscopia, quando ancora il progresso in questo campo era molto limitato, ambiti di studio come quello macromolecolare erano appannaggio della Chimica e della Chimica Fisica, le quali si servivano di differenti altre procedure dindagine.

Successivamente, per, con la miglioria delle tecniche di microscopia ottica e soprattutto con lavvento della microscopia elettronica, ambiti di studio come il suddetto entrarono pienamente a far parte della Istologia.

Oggigiorno, possibile effettuare una ulteriore classificazione che ci consente di collocare lIstologia in un campo di interesse a met tra quello della Chimica biologica e quello della Anatomia.

La Istologia, al contrario, pu essere suddivisa in tre branche, a seconda del particolare campo di interesse a cui si rivolge:

1) Microscopico.Ci si serve di strumenti come i cosiddetti microscopi a luce, che hanno un campo di interesse che va dai 0,2 (2000 A) ai 0,15 (1500 A), cio dalla Luce Ordinaria alla Luce U.V.

2) Submicroscopico.Il campo di interesse questa volta indirizzato alle cosiddette microstrutture (ad es., lapparecchio membranoso) e ci si serve dei cosiddetti microscopi elettronici a trasmissione (TEM), che hanno un range di risoluzione di 0,002-0,001 (20-10 A).

3) Macromolecolare.Si occupa dellanalisi di strutture realmente molto piccole (come il citoscheletro), e quindi con una capacit di risoluzione inferiore ai 10 A, consentita solo dallutilizzo dei cosiddetti microscopi elettronici ad alta tensione.

Vediamo, adesso, di dare qualche altra definizione generale.

Cellula.

Unit elementare di sostanza vivente dellordine di grandezza microscopico.

Citodifferenziazione.Processo di acquisizione graduale di caratteristiche strutturali e di attitudini funzionali, proprie di ciascun citotipo.

Molti organismi pluricellulari, infatti, possiedono unimportantissima caratteristica strutturale, che prende il nome di pleiotropismo, ovvero la eterogenea presenza di cellule citotipicamente differenti.

E tale differenza, che quindi determina il pleiotropismo, determinata da quel graduale processo che abbiamo definito di citodifferenziazione,

Ci si potrebbe chiedere, infatti: come mai dalle cosiddette cellule staminali (lo zigote), si originano poi cellule cos diverse, come sono quelle caratterizzate da pleiotropismo di un soggetto biologicamente evoluto, come luomo?

In quanto le cellule staminali sono totipotenti, cio presentano gi in potenza tutti i molteplici indirizzi istogenetici che poi gradualmente si reprimono e si sviluppano, con il processo cosiddetto della citodifferenziazione.

In particolar modo, lo zigote, che una cellula totipotente, pu condurre essenzialmente a due differenti processi evolutivi:

1) Cellule somatiche.Cio, tutte quelle cellule che, da un punto di vista morfologico e funzionale, presiedono alla costruzione del soma.

(Ed interessante notare, a tal proposito, le molteplici caratterizzazioni patologiche che possono venire a presentarsi. Ad es., per le cellule tumorali come se si ripercorresse al contrario il normale processo di evoluzione e cio di differenziamento delle cellule staminali. E a riprova di ci, si pu notare come la stessa terminologia risulta essere particolarmente affine. Si parla, ad es., di amitosi (riproduzione delle cellule tumorali) piuttosto che di mitosi (riproduzione delle cellule normali). Al posto di differenziamento si parla di sdifferenziamento, per intendere:

Lattitudine moltiplicativa molto intensa delle cellule tumorali che ricorda quella delle cellule embrionali.

2) Cellule germinali.Cio, i gameti: la cellula uovo e lo spermatozoo.

Quindi, come se il concetto di Sdifferenziazione debba intendere specularmente quello di Differenziazione.

Tutte le suddette affermazioni, ci conducono a due corollari di fondamentale importanza:

1) Lapprendimento non soltanto dellorganizzazione morfologia delle varie strutture di interesse istologico, ma anche il loro risvolto funzionale ( facile capire, infatti, che, in linea generale, un cattivo funzionamento corrisponde a una cattiva struttura, e viceversa).

2) La propriet fondamentale di ogni elemento strutturale che acquisisce funzioni e strutture ad esso congeniali. Cio a dire, il concetto della citodifferenziazione per cui, da cellule staminali totipotenti possibile evolvere verso due diversi destini istogenetici con competenze morfofunzionali assolutamente diverse: la linea delle cellule somatiche e la linea delle cellule germinali (che consentono la perpetuazione della specie).

Anaplasia.Proprio di cellule, come quelle tumorali, che gi differenziate in ben determinati citotipi, che, in seguito a un processo di Sdifferenziazione, ripercorrono al contrario il processo di Differenziazione, per ricordare pi o meno alla lontana, a seconda del grado di atipia, la fisionomia delle cellule staminali.

Alla luce di tutto ci, ovvio che cellule come le cellule tumorali abbiano unevoluzione di tipo anaplastico e atipico, che fa assumere loro una attivit moltiplicativa intensissima e assolutamente non funzionale.

Il processo di citodifferenziazione , quindi, un processo piuttosto complesso, se si considera ad es. che esistono circa 200 citotipi costitutivi della nostra mole somatica.

Ma le cellule, una volta che si differenziano, che destino subiranno?

Si ha quella che viene definita una attivit mitotica, per cui si produce un innumerevole quantit di cellule figlie con la stessa identit morfologica e funzionale della cellula madre.

In altri termini, alcune cellule assumono la stessa identificazione morfologica e funzionale. Ed questo il meccanismo che produce la formazione dei differenti tessuti: si ha la cosiddette istodifferenziazione.

Ovviamente, negli organismi unicellulari (che spesso hanno un significato patogeno), tutto devoluto alla singola cellula che pertanto fallisce nel processo di citodifferenziazione e soprattutto istodifferenziazione.

Nelluomo e negli altri organismi pluricellulari biologicamente evoluti, si ha una vera e propria ripartizione dei compiti in relazione alle varie identit tissutali.

E il tutto, come prestazione morfologica e funzionale, confluisce nel concetto di organismo.

Istodifferenziazione.Processo di acquisizione graduale di caratteristiche strutturali e di attitudini funzionali proprie delle cellule di un determinato territorio.

Tessuti.Aggregati di cellule andate incontro a un identico processo di differenziazione morfofunzionale ed aventi la stessa derivazione embrionale.

Organi.Associazioni di tessuti che collaborano da un punto di vista funzionale.

Si tratta di entit dimensionalmente maggiori. Per cui, un organo unentit politessutale.

Ad es., nellorgano polmonare confluiscono pi tessuti che hanno fisionomie strutturali diverse le une dalle altre: il tessuto alveolare, in cui si compiono gli atti primordiali della respirazione, cio gli scambi di ossigeno e di anidride carbonica; il tessuto bronchiale; il tessuto bronchiolare; ecc.

E tutti collaborano nel funzionamento globale dellorgano.

In realt, qualsiasi organo rappresenta ununit pluritessutale.

In ogni organo, comunque, riconosciamo essenzialmente 2 tipologie tissutali:

1) Un primo gruppo di tessuti funzionalmente attivi a cui viene direttamente demandata lattivit funzionale e a cui si d genericamente la denominazione di Parechima. (Per cui, ad es., nei polmoni, il parechima costituito dai tessuti alveolare e bronchiale).

2) Un secondo gruppo di tessuti costituito da tessuti, per cos dire, di supporto, con una funzione servile. Tessuti di questo tipo costituiscono lo Stroma. E fanno parte dello stroma i cosiddetti tessuti connettivi a cui si appoggiano topograficamente i tessuti parechimali.

Ma una gerarchizzazione di questo tipo fra tessuti parechimali e tessuti stromali eccessiva e sicuramente imprecisa.

Nel tessuto connettivo stromale, infatti, si adempiono funzioni come il rifornimento nutritizio del parechima. Questultimo costituito, infatti, essenzialmente da tessuti epiteliali, che tuttavia non hanno una base e che debbono essere riforniti dal sangue e dai tessuti connettivi stromali.

Inoltre, un gerarchizzazione non avrebbe senso anche da un punto di vista pi specificatamente patologico. Esistono, infatti, patologie che interessano tanto il parechima quanto lo stroma, e i loro effetti sono egualmente nefasti.

Ad es., lalveolite (la volgare polmonite) una malattia del tessuto alveolare, e in questo senso quindi, i tessuti connettivi non sono immediatamente interessati. Al contrario, la fibrosi una patologia del tessuto connettivo, ma egualmente si hanno ripercussioni sui tessuti parechimali: in seguito allaccrescimento cellulare del tessuto connettivo si ha, infatti, un soffocamento del parechima nobile.

E ancora, la cirrosi epatica non una patologia del tessuto parechimale del fegato, bens un soffocamento di questultimo in seguito alla proliferazione incontrollata del tessuto stromale.

Quindi, una gerarchizzazione non ammissibile non soltanto da un punto di vista eruditivo, ma anche patologico.

- Apparati. Associazione di organi che pur non presentando analogie di struttura e di origine, collaborano nellespletamento di unidentica funzione.

E importante puntualizzare che alcune patologie che colpiscono direttamente alcuni organi o alcuni tessuti, poi determinano un malfunzionamento dellintero apparato.

Sistemi.

Associazioni di organi che presentano analogie di struttura, funzione e origine. (Di conseguenza, la differenza con il concetto di apparato ha un significato puramente eruditivo: nel caso dellapparato, infatti, non si hanno analogie di funzione, struttura e origine.

Organismo.Insieme di sistemi (es., il sistema nervoso) e di apparati (es., gastroenterico, cardiovascolare, respiratorio, orinario, scheletrico, muscolare, ecc.).

E non raro avere strette correlazioni fra sistemi ed apparati: basti pensare ai disturbi da somatizzazione dellapparato gastrico.

DIMENSIONI DELLA CELLULA.

Il range dimensionale risulta essere sotto questo punto di vista molto ampio: si va da cellule delle dimensioni di 1-2-3 a cellule di ben pi ragguardevole volume. Ad es., le cellule piramidali del tessuto nervoso di dimensioni di ben 150 .

Nellambito di questa consistente variabilit fisiologica sono stati introdotti 2 corollari.

1) Legge di Driesch.Essa deriva ad esempio dalla constatazione che le cellule di ben determinate organi non sono caratterizzate dimensionalmente dalla mole corporea di provenienza. Ad es., la confrontabilit dimensionale delle cellule epatiche di diversi animali, perch c una sorta di costanza della grandezza del volume, che vale per tutti i citotipi e che si esprime con un indice: indice nucleoprotoplasmatico.

Esso consiste nella misurazione del valore dimensionale del nucleo nei confronti dellintero citoplasma. Quindi, il protoplasma estende il suo volume e in conseguenza, mediante unopportuna attivit mitotica, si ristabilisce il corretto e costante valore del rapporto NUCLEO\CITOPLASMA.

E interessante notare che questa, che altro non che la legge di Driesch, trova una sua applicazione per buona parte, ma non per tutte le tipologie cellulari della massa molare somatica.

2) Legge di Levi.A differenza delle altre cellule, ad es., le cellule nervose possono variare il loro volume caratteristico in relazione alle variazioni della mole somatica. In altri termini, si stabilisce una proporzione diretta fra la grandezza della mole somatica e la grandezza di queste cellule nervose.

Ci possiamo chiedere il perch di ci e la risposta risiede nella variazione dellestensione del territorio di innervazione.

Dal momento che, infatti, la cellula nervosa tributaria, con le sue propaggini, delle periferie corporee, allaumentare di queste dovr pure aumentare la sua stoffa costitutiva.

La ragione risiede in una propriet particolare delle cellule nervose: esse acquisiscono molto precocemente (gi in epoca embriofetale) le loro propriet morfofunzionali. Ma altrettanto precocemente perdono, rispetto alle altre cellule del soma, le capacit riproduttive. Ecco perch dovr adeguare il proprio volume, supplendo cos alla sua carenza mitotica, proporzionalmente al territorio di innervazione.

Tuttavia, il fatto che la riproduttivit delle cellule nervose sia molto limitata non deve far pensare che esse non siano in grado di ripopolare un tessuto danneggiato, ad es., da cause morbose: si ha la cosiddetta Neuroplasticit.

MOMENTO COSTITUTIVO DELLA CELLULA.

PROTOPLASMA.Esso si suddivide in:

1) Carioplasma.Protoplasma che riempie lambiente nucleare.

2) Citoplasma.Protoplasma che riempie lambiente endocellulare, dal nucleo allinterno della membrana plasmatica.

Lo studio del Protoplasma pu essere condotto alla luce di vari aspetti:

Studio fisico-chimico.

Studio chimico.

Studio morfofunzionale.

CARATTERIZZAZIONE DEL PROTOPLASMA DA UN PUNTO DI VISTA FISICO-CHIMICO.

Esso si definisce:

Sistema colloidale complesso che passa alternativamente dalla fase di Sol alla fase di Gel.

Si tratta della identificazione dello stato fisico-chimico del protoplasma che avvenne nel tempo transeunte che corre tra i primordi della microscopia ottica e linnovazione della microscopia elettronica.

Si concepisce il Protoplasma come uno stato colloidale complesso, una quasi-soluzione, in cui la fase disperdente sicuramente acqua e la fase dispersa costituita da sostanze che non si miscelano omogeneamente e che costituiscono una sospensione di natura micellare.

E una soluzione falsa, in cui le micelle iniziano a flottare, a galleggiare. Ovviamente, si stabiliranno dei gradienti di concentrazione.

Ora, se il sistema progredisce verso un aumento della fase dispersa si avr una gelificazione, mentre al contrario, se si avr una progressione del sistema verso la fase disperdente, si avr una sua progressiva soluzione.

Ecco perch si suole dire che in relazione al traffico di sostanze dallinterno allesterno delle cellula, e viceversa, si passa alternativamente dalla fase di Sol a quella di Gel, dal momento che si avr la modificazione delle concentrazioni rispettivamente della fase dispersa e della fase disperdente.

La concezione protoplasmatica come sistema complesso colloidale consent a Frey Wyssling di intuire che queste strutture citoplasmatiche, mediante unopportuna indagine ai raggi X, risultano essere poste in comunicazione fra di esse stesse.

Venne cos elaborata lipotesi del reticolo tridimensionale di Frey Wyssling.

E infatti, diciamo con il senno di poi, che cos il citoscheletro?

Esso la risultante di un insieme di macromolecole disposte in strutture filamentose.

Quindi, una componente del citoscheletro, reticolo microtrabecolare il costituente del citoscheletro che corrisponde al reticolo tridimensionale.

Oggigiorno, stato dimostrato abbastanza incontrovertibilmente in seguito allapporto fornito dalle tecniche di microscopia ottica che il concetto del reticolo microtrabecolare rappresenta la concretizzazione molecolare della vecchia ipotesi del reticolo tridimensionale.

Ad esso si ascrive tutta una serie di funzioni primigenie il cui danneggiamento pu determinare una vasta gamma di patologie cellulari, al punto che la diagnostica moderna individua le cause di molte sofferenze cellulari (che spesso possono determinare un esito anaplastico-tumorale) nelle variazioni o nellassemblaggio anomalo delle molecole che costituiscono il reticolo microtrabecolare.

CARATTERIZZAZIONE DEL PROTOPLASMA DA UN PUNTO DI VISTA CHIMICO.

La disamina della componente istochimica ha una notevole incidenza nellambito dello studio della prestazione funzionale della cellula stessa.

La conoscenza dellaspetto chimico, infatti, ci consente di ravvisare le modalit caratteristiche fisiologiche e talora anche patologiche cellulari.

Le macromolecole organiche, inoltre, non costituiscono entit stabili o cristalizzate, ma entit fortemente dinamiche, in continuo trasformismo da un punto di vista della reattivit chimica.

Le macromolecole vengono continuamente modificate: esse possono essere scomposte nelle loro componenti chimiche di base e quindi ne deriva una Energia Potenziale (di legame) che pu essere trasferita in Energia Attuale.

Infatti, il metabolismo cellulare nelle sue fasi costitutive presuppone lutilizzo di alti quantitativi energetici per ladempimento di svariate funzioni (come, ad es., la funzione secretiva esplicata da varie tipologie cellulari).

Questo del metabolismo cellulare, in effetti, lesempio paradigmatico che si suole apporre, unattivit cellulare che richiede un grande dispendio energetico; esso la chiave di volta che ci consente di comprendere come la cellula, sfruttando lenergia, possa compiere le sue attivit; e come, in seguito a un malfunzionamento, si possa compromettere il corretto funzionamento biologico.

Il metabolismo cellulare consta essenzialmente di due fasi: lanabolismo e il catabolismo.

Ed infatti, i cataboliti sono i prodotti di rifiuto dellattivit metabolica cellulare.

Tali reazioni chimiche di tipo metabolico avvengono spontaneamente, sebbene con grande lentezza. Ma in condizioni emergenziali (come intensa attivit fisica), per la sollecitazioni di tali attivit metaboliche, intervengono entit enzimatiche che fungono da catalizzatori biologici.

In alcune condizioni morbose, ci pu essere un incremento delle necessit metaboliche e una conseguente risposta di tali attivit enzimatiche molto lenta, tardiva: molecole che tardano ad effettuare il loro ufficio catalitico. Ci potrebbe essere determinato da fattori genici e da una carenza connatale.

Fatto sta che le patologie di carenza enzimatica sono molte e ovviamente con una genesi molecolare.

Per molte di queste malattie molecolari da un punto di vista terapeutico spesso c poco o nulla da fare.

In relazione a quanto detto, dunque, si pu ben capire che buona parte della fisiologia ed in effetti anche della patologia della cellula dipendono da fattori di tipo esclusivamente chimico.

E di conseguenza, conoscere la struttura chimica cellulare una necessit assolutamente imprescindibile.

Caratterizzazione chimica del protoplasma.

1) Componenti inorganici (acqua, sali, ioni).

2) Componenti organici (glicidi, peptidi, lipidi, enzimi, vitamine ecc.).

E interessante notare che tutte le tipologie cellulari hanno il loro metabolismo: la presenza dei metaboliti una nozione funzionale comune a tutte le cellule.

Troviamo sempre gli stessi componenti della ruota metabolica, ma, in alcune cellule e non in tutte, possibile individuare anche delle altre sostanze specifiche, in aderenza alla funzione di secrezione, accanto ai metaboliti (che, al contrario, sono sostanze comuni a tutte le cellule).

La differenza tra metaboliti e secreti insita nella peculiarit secernente di alcuni citotipi.

1) Componenti inorganici.Si tratta essenzialmente di acqua e sali che conferiscono al protoplasma la particolare caratterizzazione di soluzione vera, infatti i sali disciolti in ambiente acquoso non costituiscono una dispersione colloidale dal momento che i sali sono completamente disciolti nel suddetto ambiente acquoso.

Inoltre, lacqua il costituente percentualmente pi cospicuo dellambiente cellulare.

Essa pu trovarsi:

libera in soluzione.

legata a molecole organiche, determinando formazioni cellulari che conferiscono al protoplasma la caratterizzazione colloidale: complessi macromolecolari non completamente disciolti.

Le sue principali funzioni, invece, sono:

fungere da solvente.

fungere da componente dei prodotti di rifiuto: i cataboliti. Essi vengono veicolati dallacqua che, pertanto, ne facilita leliminazione. La non eliminazione di tali componenti, infatti, provocherebbe uno stato di sofferenza.

Ecco perch mediante lutilizzo di una terapia farmacologica che sfrutti diuretici e stimolatori si favorisce, in condizioni particolari, leliminazione dei cataboliti.

consentire un isolamento termico e in particolar modo fungere da regolatore omeotermico.

I sali, al contrario, sono sostanze completamente miscibili in ambiente acquoso.

Essi possono trovarsi in forma dissociata e in forma non dissociata.

La dissociazione ionica si determina sottoponendo ben determinate sostanze allazione di un campo elettrico.

Con il processo dellelettroforesi, inoltre, si determina la migrazione degli ioni.

Alcuni esempi sono:

i cloroioni (Cl-): sostanze edificate ex novo dalla cellule per fornire prodotti interessanti come lHCl.

Gli ioni Na+ e K+, la cui concentrazione critica e deve obbedire a limiti precisi espressi nella pratica clinica in m-equivalenti (ad es., K+ 4-4,5 m-equivalenti).

Si parla di transmineralizzazione: la concentrazione allinterno e allesterno dellambiente cellulare deve essere ottimale per non creare squilibri elettrolitici.

Si tratta di valori realmente molto piccoli, risibili, ma egualmente di fondamentale importanza.

Fra le principali funzioni che essi svolgono:

regolazione degli equilibri acido-base.

stabilizzazione delle concentrazioni cellulari (legandosi a molecole di acqua).

2) Componenti organici. Glucidi.

Proteine.

Lipidi.

Enzimi (a costituzione in parte proteica e in parte non proteica)( vitali per il buono e sollecito espletamento delle funzioni cellulari.

- Glucidi.Idrati del carbonio.

Composti ternari di C,H,O.Funzione.

Eterogenea( 1) Energetica 2) Strutturale.

Rappresentano le sostanze pi facilmente utilizzabili a livello energetico-metabolico. E importante precisare, per, che essi esplicano anche funzione strutturale-plastica: essi costituiscono la base di strutture e ultrastrutture protoplasmatica.

Classificazione.

a) Monosaccaridi.

b) Oligosaccaridi (fino a 10 unit monosaccaridiche).

c) Polisaccaridi.

a) Monosaccaridi.

Si classificano in base al numero di atomi di carbonio e in base al gruppo carbonilico (se aldosi o chetosi).

I principali esempi sono: Fruttosio; Glucosio; Lattosio; Mannosio.

b) Oligosaccaridi.

I principali esempi sono: Saccarosio; Maltosio; Cellobiosio.

Hanno unimportante funzionalit energetica. Si tratta di polimeri costituiti da corte catene di monosaccaridi, legati con legame glicosidico e succedentisi in sequenze non rigide.

Nelle condizioni protoplasmatiche raramente li troviamo in forma libera, ma mediante legami di tipo covalente, legati ad altre formazioni come le proteine: si avr, pertanto, la formazione di glicoproteine.

Essi svolgono essenzialmente funzioni di tipo strutturale nei plasmalemmi (stato limite periferico che contrassegna lindividualit delle singole cellule).

O anche, possono costituire alcuni prodotti di secrezione specifica (come, ad es., il muco gastrico) da parte di alcune cellule: quelle del tessuto di rivestimento interno delle cellule dellepitelio dello stomaco. Un altro esempio costituito dalle cellule calciformi, disperse nellambito dei tessuti di rivestimento. Le cellule calciformi sono anche dette cellule mucipare, con il muco come prodotto di secrezione specifico di questi particolari citotipi.

Nellarchitettura spaziale delle glicoproteine c un filamento centrale proteico che lega varie formazioni oligosaccaridiche.

La sede di sintesi di queste formazioni oligosaccaridiche nelle membrane del complesso del Golgi, in cui si trovano particolari enzimi (glicosiltransferasi) che catalizzano la sintesi degli oligosaccaridi e dei polisaccaridi.

c) Polisaccaridi.

Con funzione energetica (Es.: Amido, Glicogeno).

Con funzione strutturale: 1) Nei tessuti animali glucosamminoglicani (GAG), precedentemente denominati mucopolisaccaridi. 2) Nei tessuti vegetali glicomannani (che hanno unimportanza essenzialmente terapeutica).

La differenza tra lo sfruttamento energetico di un monosaccaride e quello di un polisaccaride risiede nel fatto che i monosaccaridi vengono immediatamente demoliti. Al contrario, il polisaccaride viene sfruttato tardivamente, in situazioni emergenziali e viene custodito in alcuni parechimi.

Un polisaccaride animale il Glicogeno, concentrato nelle cellule del fegato. Lequivalente delle piante , invece, lAmido.

Ora, si possono verificare delle patologie da teaurismosi: se le cellule epatiche falliscono nelle loro capacit di glicogenosintesi e non si pu applicare un processo di glicogenolisi nelle singole cellule; o anche, nel caso in cui si verifica una glicogenosintesi superiore alle attivit di glicogenolisi.

Patologie di questo tipo sono, ad es., la glicogenosi, una malattia infantile ed ereditaria di carenza enzimatica dovuta alla incapacit degli enzimi che esercitano la glicogenolisi.

GLUCOSAMMINOGLICANI (GAG).Si tratta di polimeri di disaccaridi (amminozuccheri), acidi uronici e talvolta radicali solfati.

Gli esempi pi caratteristici sono:

Acido ialuronico.Esplica funzioni particolari nellambito di alcuni tessuti.

Acidi condroitinsolforici A e B.Riguardano i tessuti cartilaginei.

Keratansolfato.Riguarda lepidermide.

Dermatansolfato.Riguarda il derma.

Eparansolfato. Eparina.Sostanza anche sfruttata commercialmente per scopo anticoagulante. Presente in alcune cellule di tessuti connettivi (mastociti) rientra nel novero dei fattori che regolano i processi coagulativi. Per scopi farmacologici, vengono sintetizzate nei laboratori sostanze che mimano la forma delleparina e che, pertanto, prendono il nome di eparinoidi.

Ad eccezione dellacido ialuronico, tutti i GAG sono legati covalentemente con una proteina (coreprotein) formando cos i Proteoglicani.

Sede dei glicosamminoglicani e proteoglicani.

Essenzialmente, possiamo individuare 2 possibili sedi per i Glicosamminoglicani e, dunque, anche per i Proteoglicani:

1) Componenti della matrice intercellulare: sostanze interposte tra le cellule di tessuti trofomeccanici.

Si definisce matrice intercellulare quella sostanza interposta tra le cellule di alcuni tessuti e non di tutti. Mentre le cellule del tessuto epiteliale, infatti, vengono a diretto e mutuo contatto, le cellule di alcuni altri tessuti (come, ad es., in primo luogo, i tessuti connettivi, ovvero, appunto, dei tessuti trofomeccanici) sono separate da sostanze cementanti di matrice intercellulare.

A tal proposito, occorre precisare che la matrice intercellulare venne intesa per lungo tempo erroneamente come una componente amorfa.

Questa erronea convinzione era determinata dalle deficienze delle passate tecniche di microscopia ottica. Oggigiorno, le recenti tecnologie hanno stabilito che, al contrario, questa matrice intercellulare essenzialmente costituita da Proteoglicani.

E tutto questo, grazie al Microscopico Elettronico ad Alta Tensione che, appunto, ha consentito di individuare questa componente organica che costituisce il metaplasma (la sostanza intercellulare dei tessuti trofomeccanici) in proporzioni maggioritarie appunto costituita da Proteoglicani.

E interessante notare che neppure con il TEM (microscopico elettronico a trasmissione) si poterono studiare tali strutture macromolecolari.

La dizione componente amorfa, dunque, perch priva di strutture visibili, assolutamente obsoleta e imprecisa. In realt, anche in passato si distingueva una componente strutturata oltre alla componente amorfa rappresentata da fibre e visibile gi con tecniche di microscopia tradizionale e con espedienti quali apposite colorazioni.

2) Componenti del mantello cellulare che sormonta, come una specie di feltro, i bordi apicali di tutte le cellule che fanno parte dei tessuti di rivestimento (es., cellule del tessuto epiteliale).

Oggigiorno, sulla base dellevoluzione delle tecniche di microscopia ottica, si parla di cell coat, a differenza del passato in cui, sulla base delle passate tecniche di microscopia ottica, si parlava di glicocalice.

Organizzazione spaziale dei Proteoglicani.E come sono organizzate spazialmente queste macromolecole?

Abbiamo gi puntualizzato che tutti i GAG, ad eccezione dellacido ialuronico, sono legati covalentemente con una proteina (coreprotein) formando cos i Proteoglicani.

A sua volta, una macromolecola di Proteoglicano (che viene, appunto, definita subunit di Proteoglicano) viene a costituire un edificio di dimensioni enormi che costituito da svariate molecole di Proteoglicani legate a un componente che, abbiamo detto, non si legava ai GAG per formare i Proteoglicani, che lacido ialuronico mediante una particolare proteina (proteina A o proteina di legame).

Quindi, riassumendo, lacido ialuronico costituisce un asse portante centrale a cui, mediante lapporto delle proteine A, si legano i vari Proteoglicani.

GLICOMANNANI.Polisaccaride con funzione strutturata di origine vegetale.

Esse sono oggetto di studio in quanto tali sostanze possono essere sfruttate nella terapia di alcuni eventi morbosi che riguardano luomo.

Si tratta di polisaccaridi ramificati che vengono estratti dalle radici di una pianta (Konjak) coltivata in India e in Indonesia.

Funzioni dei Proteoglicani.

Idrofilia.Questa essenzialmente una funzione dei Glicomannani. Si viene a formare, infatti, una massa poltigliosa utilissima da un punto di vista terapeutico.

Si somministrano in tutti quei casi in cui c un ritardo della evacuazione intestinale (stipsi o stitichezza).

Si sostituisce ai lassativi o ai purganti che, a lungo andare, finiscono con il determinare lirritazione della membrana mucosa, cio della parete interna del colon.

Lassunzione di Glicomannani, infatti, agendo su un tratto del segmento colico che lampolla rettale, richiamando acqua, distende i tessuti e determina cos i meccanismi fisiologici dellevacuazione.

Sostegno.Essendo presenti, come abbiamo detto, nel metaplasma dei tessuti trofomeccanici connettivi ed essendo i tessuti connettivi i costituenti della componente stromale dei vari organi ed essendo la componente stromale quella servile di sostegno e apporto trofico della componente parechimale, possiamo sicuramente dire che sensu latu i Proteoglicani esplicano unimportantissima funzione di sostegno.

Affinit per il Ca.Importantissimo, perch questo ione esplica il suo particolare ufficio connesso con la contrattilit, in particolare a livello dei visceri e a livello dei vasi.

Attivit anticoagulante.Controllo della fluidificazione del sangue e impedimento della formazione di trombi. Esplicano tali funzioni i Proteoglicani derivanti, come abbiamo gi detto, dallEparina come Glucosamminoglicano, prodotta in particolari tipologie cellulari come i mastociti.

In condizioni deficitarie di queste particolari sostanze, si hanno le cosiddette diatasi trombofiliche: tendenza a costituire dei trombi allinterno del sistema cardiovascolare.

Alterazioni dei Proteoglicani. Iper.Un eccesso di deposito determina gravi patologie che prendono il nome di mucopolisaccaridosi.

Il gruppo di queste malattie, che coinvolgono let infantile, si caratterizzano per il ristagno eccessivo di tali sostanze nelle cellule di alcune tipologie tissutali.

- Ipo.Condizioni deficitarie che fanno sentire il loro effetto soprattutto in corrispondenza dei tessuti connetivi articolari e pararticolari, il che comporta una minore funzionalit di tali Proteoglicani( malattie artroreumatiche.

Protidi.Composti quaternari costituiti da C,H,O,N.

Funzioni.Eterogenea(energetica e strutturale.

I 2 aspetti si invertono rispetto ai glucidi in termini di preminenza.

1) Funzione plastica.Esistono varie Proteine di struttura (dellapparecchio membranoso del citoplasma) coinvolte nelledificazione di varie strutture cellulari.

2) Funzione energetica.Lattribuzione energetica alle proteine risiede nel fatto che alcune macromolecole proteiche sono quei catalizzatori biologici che intervengono nel metabolismo cellulare e quindi anche a livello energetico.

Si tratta, quindi, di Proteine enzimatiche.

3) Funzioni specifiche.Costituiscono sostanze biologicamente attive.

( Funzione ormonale.

Esistono proteine ormonali ipotalamiche, ipofisarie, tiroidee.

(Lipotalamo un settore dellencefalo detto diencefalo. E proprio grazie allo studio di questo distretto del cervello che la Endocrinologia fu sostituita dalla Neuroendocrinologia, grazie alle ricerche degli anni 50 dei coniugi Scherrer che dimostrarono in maniera inconfutabile, nonostante liniziale diffidenza degli ambienti scientifici, che alcune cellule nervose sono in grado di elaborare ormoni. Di conseguenza, lo studio delle strutture endocrine deve essere sottoposto, in termini di gerarchia funzionale, al sistema nervoso).

Lormone un prodotto di secrezione specifica di alcune cellule.

A seconda delle modalit di secrezione, i secreti possono assumere diverse connotazioni.

Lormone un secreto di alcune tipologie cellulari versato direttamente nel cicolo ematico: infatti, si parla di ormone o increto.

Pertanto, lormone pu esplicare la sua azione a distanza.

Si tratta di una sostanza molto attiva biologicamente e che esplica la sua azione in condizioni minimali dellordine dei picogrammi.

La loro carenza, tuttavia, provoca uno squilibrio dello stato di equilibrio del nostro organismo (cenestasi: condizione di benessere).

LEndocrinologia e la Neuroendocrinologia sono le discipline che si occupano dello studio delle cellule ormonopoietiche.

Alcuni ormoni sono di natura proteica, altri, vedremo, sono di natura lipidica.

( Funzione difensiva.

Esplicata dalle cosiddette proteine anticorporali.

Esse hanno il compito di assicurare i processi di difesa specifica del nostro organismo.

Esistono, infatti, fondamentalmente 2 meccanismi di difesa: 1) Meccanismi di difesa specifici. In cui rientrano sostanze di anticorpali di natura proteica che determinano interazioni con gli antigeni mediante movimenti umorali, cio attraverso il sangue.

3) Meccanismi di difesa aspecifici.

Gli anticorpi sono elaborati dalle plasmacellule del tessuto connettivo.

( Funzione di trasporto transmembranale.

Si tratta di proteine carrier scaglionate nelle membrane plasmatiche per finalit di trasporto attivo.

Si distingue in proteine canali: adibite al trasporto di sostanze diverse; e proteine pompa: per il trasporto di ioni.

( Funzione recettoriale.

Si tratta di recettori di membrana.

Non trasportano sostanze, ma ancorano sostanze di varia natura (es., farmaci), pur non facendole penetrare allinterno delle cellule.

Dallinterazione tra queste proteine recettrici e le sostanze che ad esse si legano, si innescano meccanismi molto importanti da un punto di vista biologico.

Si ha una condizione molto discriminata e caratterizzata da grande specificit.

Struttura. Struttura primaria: catene polipeptidiche costituite da amminoacidi in sequenze stabili e definite.

Struttura secondaria: struttura spaziale di tipo elicoidale. Struttura terziaria: ripiegamento ulteriore della struttura secondaria, solo per alcune formazioni proteiche. Struttura quaternaria: associazione di pi molecole proteiche, solo per alcune formazioni proteiche.Classificazione.1) Proteine semplici.(Es.: Albumine, Globuline, Istoni, Protamine).

2) Proteine complesse o coniugate.

1) Proteine semplici.

Albumine.E interessante premettere che sussiste un rapporto costante tra la concentrazione di albumine e quella di globuline presente nellorganismo. E una variazione di tale rapporto ha importanti conseguenze patologiche.

Sono elaborate dagli Epatociti (le cellule parenchimali epatiche) secondo un ritmo obbligato che deve corrispondere alla loro concentrazione ottimale nel sangue.

Sono caratterizzate da un intenso potere idrofilo che esplicano allinterno dei vasi sanguigni.

Avevamo, infatti, gi discusso di potere idrofilo a proposito dei Proteoglicani.

Esse sono responsabili di un importantissimo valore pressorio che prende il nome di pressione oncotica: gradiente pressorio esplicato dalle albumine in relazione alla loro capacit di attrarre acqua.

La volemia (volume ematico), infatti, dipende specificatamente, fra laltro, proprio dalle albumine. Per cui, aumentando la concentrazione delle albumine aumenter anche il valore della pressione oncotica e, di conseguenza, lo stesso volume ematico.

Al contrario, una carenza di Albumine fa inevitabilmente diminuire il gradiente di pressione oncotica, determinando una particolare patologia che prende il nome di iponchia plasmatica.

Che cosa avviene?

Liponchia plasmatica comporta una fuga di acqua dallinterno dei vasi alla volta dei tessuti interstiziali, dal momento che questa quantit di acqua non pi opportunamente trattenuta dalla Albumina.

Si avr, pertanto, come detto, linvasione di alcune cavit organiche: essenzialmente, la cavit pleurica e la cavit addominale, determinando quella manifestazione morbosa che prende il nome di edema.

E una manifestazione esplicita di epatopatie, infatti, dato proprio dalla cosiddetta ascite.

Da un punto di vista terapeutico, in passato, si cercava di eliminare la presenza di liquidi mediante apposite punture evacuative (paracentesi). Ma non si raggiungeva lo scopo previsto in quanto, non essendo stata eliminata la causa determinante (e cio, la carenza di albumine), in tempi pi o meno lunghi, si ha la formazione rinnovata di liquido.

In altri casi, si interviene mediante terapie sintomatiche che consistono nelluso di diuretici.

Oggi, infine, in maniera ben pi ragionata, si interviene con la somministrazione di albumine, pratica che egualmente pu presentare pro e contro, come una problematica tolleranza da parte di alcuni pazienti.

Infine, abbiamo detto, la pressione oncotica un concetto molto importante in quanto la concentrazione delle albumine nel siero del sangue in rapporto costante con la concentrazione delle Globuline.

Globuline.A differenza delle Albumine (elaborate dalla quota parenchimale del fegato), le Globuline sono elaborate dalla quota stromale del fegato.

Esse rappresentano lo specchio del buon andamento dei processi infiammatori.

Si parla, infatti, di una difesa specifica umorale, che si realizza mediante le propriet anticorpali delle suddette Globuline.

Si ha unattivit antagonistica e specifica nei confronti di aggressori che prendono il nome di antigeni.

Il tasso di anticorpi lo specchio dei nostri poteri di difesa. Mediante questi ultimi, infatti, lorganismo difende lintegrit della nostra costituzione somatica.

Si possono avere svariate patologie da immunodeficienza, che culminano nellAIDS.

Si ha una nefasta diminuzione di linfociti e plasmacellule, le cellule che producono i vari anticorpi.

Esistono, tuttavia, anche patologie da eccesso di sintesi di Globuline, derivante dalla indiscriminata proliferazione delle cellule che costituiscono il connettivo epatico. Questa ipertrofia, questa iperplasia pu determinare un eccesso di sintesi delle globuline, che sfocia in malattie come la cirrosi epatica, che comincia con unintensissima e perniciosa produzione di Globuline e che culmina nel vero e proprio soffocamento del Parenchima epatico.

Abbiamo gi discusso, a proposito delle Albumine, della costanza del rapporto Albumine\Globuline.

Fra le formazioni globuliniche a carattere immunitario, occupano una posizione di riguardo le Immunoglobuline.

IMMUNOGLOBULINE (Ig).Proteine animali di natura globulinica che esplicano unattivit anticorpale di tipo immunitario (difesa specifica).

Metodo di studio: Immunoelettroforesi.

Campo elettrico applicato a un campione di sangue che determina lo spostamento delle diverse tipologie proteiche (frazionamento) in relazione alla loro carica e alla loro massa.

Composizione chimica fondamentale comune.

( 2 catene polipeptidiche pesanti (catene H: catene high), a PM 50000.

( 2 catene polipeptidiche leggere (catene L: catene low), a PM 20000.

E possibile individuare le 2 differenti tipologie di Ig, quella costituita da 2 catene pesanti e quella costituita da 2 catene leggere, mediante la classica procedura di Immunoelettroforesi.

E interessante questo aspetto del problema da un punto di vista terapeutico, perch esistono alcune malattie molecolari dette malattie delle catene pesanti e alcune altre dette malattie delle catene leggere.

Ci a dimostrazione dellestrema specificit con cui si individua leziologia di alcune alterazioni macromolecolari caratteristiche.

Eterogeneit.

Le varie forme immunoglobuliniche, in affermazione della estrema specificit che le caratterizza, sono appunto caratterizzate da unestrema multiformit che dipende da vari fattori:

Massa molecolare.

Diversa mobilit elettroforetica.

Sede di azione ( questo laspetto pi studiato. Esso concerne anche le producono, le cellule che secernono questi prodotti specifici.Classi.

1) Immunoglobuline sieriche.Quote presenti nella parte fluida del sangue: plasmao siero.

Per la loro sede, sono responsabili della difesa specifica di tipo umorale.

Citotipo di sintesi: plasmacellule.

Localizzate specificatamente nei tessuti connettivi, hanno un carattere ubiquitario dal momento che i tessuti connettivi sono propri di tutti gli organi.

Ne esistono diversi tipi, e le principali sono: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE.

Nelle varie patologie, possono venire a mancare alcune di queste.

2) Immunoglobuline secretorie.(Sono le ultime acquisizioni istologiche di Ig, cronologicamente parlando).

Si ritrovano nelle secrezioni esterne prodotte da particolari cellule esocrine di alcuni tessuti.

Fanno parte, quindi, di un sistema che compendia questa attivit secretoria: Sistema immune secretorio (Secretory Immune System).

Citotipo di sintesi: plasmacellule mucosali (che fanno parte delle membrane mucose. Si tratta di lamine costituite da 2 tessuti: tessuto di natura epiteliale sovrastante e tessuto sottostante di natura connettiva. Tipologia bitessutale che ricopre le cavit interne di organi fornite di lume. Es., i visceri o la cavit gastrica. Infatti, la lamina pi interna della parete gastrica la lamina gastrica) e che elaborano una frazione di Ig, frammista a prodotti specifici di secrezione.

3) Immunoglobuline di membrana.Vengono dette Sm-Ig (Surface Membrane-Ig).

Abbiamo gi parlato di alcune tipologie proteiche che interessano la membrana (Es.: proteine-canali, proteine con funzione recettiva di membrana), adesso tratteremo di questultima formazione proteica che ha scopi essenzialmente difensivi: sta a fronteggiare alcune aggressioni di carattere antigenico.

Cenotipo di sintesi: linfociti B.

La specificazione B sta per abbreviazione di Bone. Essi, infatti, vengono prodotti dal midollo osseo o tessuto mieloide, un organo di natura emopietica.

E non a caso, nella circostanza di malattie che interessano i linfociti B (linfomi) siamo in grado di effettuare una tipizzazione delle medesime, non attraverso semplici indagini di tipo morfo-strutturale, dal momento che, in caso di cellule tumorali, si ha una modificazione cos estrema della struttura delle cellule normali da rendere praticamente impossibile ogni forma di riconoscimento strutturale, bens attraverso le specifiche tipologie di SM-Ig che sono secrete dalle stesse cellule tumorali e che, inevitabilmente, ci riportano alle loro precedenti condizioni di normalit.

2) Proteine complesse o coniugate.Classificazione.( Nucleoproteine (istoni + acidi nucleici).

Gli acidi nucleici costituiscono il rappresentante prostetico di questo tipo di proteine, mentre gli istoni costituiscono il rappresentante proteico di proteine semplici.

Di Acidi Nucleici, ne esistono fondamentalmente 2 tipi:

1) Acido Desossiribonucleico (DNA).

2) Acido Ribonucleico (RNA).

Esso occupa una sede citoplasmatica e un ruolo di fondamentale importanza nel meccanismo della sintesi proteica.

RNA ribosomiale. Ha concretizzazione morfologica perch presente nei ribosomi.

RNA solubile o di trasporto (transfer).

RNA messaggero.

METODI DI VISUALIZZAZIONE ISTOCHIMICA.

Metodo di Feulgen: valido per il DNA.

Metodo di Brachet: valido per lRNA.

( Lipoproteine (apparecchio membranoso del citoplasma).In questo caso, il gruppo prostetico di natura lipidica.Hanno una rilevanza come fattore di rischio delle malattie cardiovascolari.

Possono essere di 2 tipi:

1) Lipoproteine di struttura o insolubili.Esse possono costituire lo scheletro compositivo delle membrane cellulari, cristallizate nelle biomembrane o plasmalemmi.

Fanno parte anche dei dispositivi membranari che costituiscono lapparecchio membranoso.

In questo senso, hanno essenzialmente funzione plastica.

2) Lipoproteine seriche.Hanno una valenza funzionale perch una loro frazione presente nel siero del sangue.

Anche in questo caso, la quota proteica consente metodi di indagine come lelettroforesi.

Ne esistono varie tipologie:

CHILOMICRONI.

Gi a occhio nudo, si percepisce che campioni di sangue di individui affetti da ipertrofia chilomicronica assumono un aspetto lattescente, dovuto appunto allaumento della loro concentrazione.

Esse vengono secrete dal Pancreas, unimportante ghiandola del sistema digerente, con la basilare funzione di emulsionare i grassi. Una condizione di morbosit, dunque, evidentemente determina la cosiddette pancreatiti.

VLDL (Very Low Density Lipoprotein).

Un eccesso e un ristagno di un loro componente, lacido urico, determina varie patologie articolari come liperuricemia.

Talvolta, si pu sfociare addirittura nella Gotta, una manifestazione patologica fortemente dolorosa.

LDL (Low Density Lipoprotein).

Determinano varie vasculopatie come laterosclerosi prematura: un processo di degenerazione delle componenti di un vaso, che coinvolge let giovanile.

(A differenza dellarteriosclerosi, che comporta un irrigidimento delle pareti del vaso e che ha un carattere pi specificatamente senile).

HDL (High Density Lipoprotein).

In condizioni morbose, rischio di malattie cardiovascolari (es., infarto, trombosi).

( Mucoproteine: sialomucine.

( Cromoproteine.Hanno un gruppo prostetico colorato (donde la qualifica).

Le pi importanti sono:

Emoglobina.

Formata da un componente proteica (globina) e da una componente proteica (gruppo eme).

Consente la fisiologia della respirazione grazie ad alcune cellule come gli eritrociti.

Emocianina.

Analogo vegetale dellemoglobina da cui si originano i citocromi.

Citocromi. Lipidi.Caratteristica fondamentale: insolubili in acqua e solubili in solventi organici (es.: xilolo, alcoli, cloroformio, tetracloruro di carbonio).

Funzione: eterogenea (energetico-strutturale).

( Funzione energetica.Entrano nellambito dei processi metabolici quando, per motivi patologici, bloccato il metabolismo glucidico (es., il diabete mellito).

Si tratta di fonti energetiche di riserva o di deposito.

In questi casi parafisiologici, detti di cachessia, essi sono presenti nel tessuto adiposo sottocutaneo. E lutilizzo di lipidi a funzione energetica determina come effetto visibile appunto quello del dimagrimento.

( Funzione plastica.Facenti parte dellapparecchio membranoso del citoplasma, come costituenti del protolemma.

( Funzioni specifiche (biologicamente attive).(ormoni surrenalici, ormoni sessuali, acidi biliari e complesso vitaminico D).

Lo abbiamo detto, gli ormoni sono sostanze che agiscono in quantit minime, elaborate dalle cellule endocrine.

ORMONI SESSUALI.

Sono elaborati da cellule di organi particolari: le gonadi.

Si tratta di un organo che, secondo la etimologia del termine, preposto alla costituzione delle cellule della linea germinale (spermatozoo e cellula uovo).

Ma, come detto, le gonadi sono anche costituite da cellule che non hanno niente a che fare con la gametogenesi, ma sono deputate esclusivamente alla produzione di ormoni maschili (androgeni) e ormoni femminili (estrogeni e progestinici).

Quindi, le gonadi sono organi a funzione mista.

ACIDI BILIARI.

Gli Acidi Biliari, pur non essendo ormoni, sono prodotti di secrezione specifica di alcune cellule che compongono delle vie canalicolari che prendono il nome di vie biliari.

Gli acidi biliari rappresentano una quota della Bile: il prodotto dellattivit secretoria dellorgano epatico.

Sono adibiti alla digestione dei grassi.

Oggigiorno, c uno spunto terapeutico interessantissimo. Somministrando acidi biliari, possibile, infatti, dissolvere alcune concrezioni patologiche di alcune componenti della bile: calcolosi.

Si distinguono in:

1) Acidi Biliari Primari.

Eliminati fisiologicamente con la bile.

(Es.: acido colico e acido chenodesossicolico, coniugati con glicina e taurina).

2) Acidi Biliari Secondari.

Acido desossicolico.

Acido ursodesossicolico( per la terapia, come abbiamo visto, di alcune calcolosi, per laccrescimento delle propriet solubilizzanti della bile. Si tratta di un prodotto naturale che non paventa gli effetti nocivi che sono tipici di tutti i farmaci. Si tratta di un tipo di farmaci endecolidi: prodotti dallorganismo stesso.

Esso inibisce, per via enzimatica la sintesi di un componente che nel fegato rappresenta il capostipite di alcuni componenti della bile: il colesterolo.

Classificazione.Si basa sul grado di complessit molecolare.

Si distinguono in: 1) Lipidi semplici. 2) Lipidi complessi.

1) Lipidi semplici.Prodotti di esterificazione di acidi grassi a basso o elevato numero di atomi di carbonio con alcoli di diversa natura.

Si suddividono in:

Gliceridi o grassi neutri.

Ceridi.

Steridi o steroidi.

Esteri di carotenoidi.

GLICERIDI O GRASSI NEUTRI.

Esteri di acidi grassi superiori con un alcol trivalente (glicerolo).

Si formano tre tipologie di gliceridi a seconda del numero alcoli esterificati:

Monogliceridi. Digliceridi. Trigliceridi.Il dosaggio dei trigliceridi la spia del metabolismo dei lipidi semplici: esiste, infatti, un range ottimale al di l del quale c una condizione patologica.

CERIDI.

Acidi grassi con alcoli monovalenti.

Si utilizzano in un preparato istologico per favorire la pratica della inclusione, che consiste fondamentalmente in un rapprendimento del ceride e, di conseguenza, unagevole pratica di sezionamento.

Ad es., la paraffine una sostanza molto utilizzata.

STERIDI E STEROIDI.

Gruppo di fondamentale importanza biologica.

Si tratta di esteri di acidi grassi con alcoli ciclici (detti steroli)Gli steroli sono derivati da un nucleo chimico fondamentale che prende il nome di ciclopentanoperidrofenantrene.

Derivano da questultimo:

Colesterolo. Un elemento precursore della biosintesi di alcuni steroidi, mediante appositi enzimi detti enzimi della steridogenesi.

Acidi biliari. Ormoni sessuali maschili e femminili. Prodotto di increzione di organi ghiandolari a funzione mista (ovaio e testicoli): non solo funzione gametogenetica, ma anche ormonopoietica.

Sostanze cardioattive. Sostanze primitivamente estratte da piante (come lo Strofanto officinalis, da cui deriva il gruppo delle strofantine. Vengono utilizzate in caso di insufficienza cardiaca o in caso di deficienza della capacit contrattile.

Complesso vitaminico D.

Ormoni corticosurrenalici. (Infatti, le ghiandole surrenali sono costituite da 2 comparti: la corteccia (da cui vengono prodotti gli ormoni corticosurrenalici) e il midollo.

ESTERI DI CAROTENOIDI.

Pur essendo pigmenti del regno vegetale, sono costituenti di alcune sostanze di estrema importanza biologica: le vitamine.

Ad es., il Retinene: precursore del gruppo vitaminico A (implicato nei processi chimici della percezione visiva oltre che nella pratica dermatologica) e la stessa Vitamina A.

Funzioni del Colesterolo. Trasporto degli acidi grassi nel siero. Il colesterolo ha, infatti, una carica elettrica anfipatica per cui parzialmente solubile nel sangue e parzialmente negli acidi grassi insaturi che vengono trasportati in forma esterificata.

Precursore degli acidi biliari e di ormoni steroidei.

Composizione della quota lipidica dellapparecchio membranoso del citoplasma. Esso funge da stabilizzatore dei fosfolipidi di membrana (sempre grazie alla sua parziale solubilit in ambiente acquoso): i fosfolipidi, infatti, sono impiegati nella plasticit delle membrane plasmatiche.

Isolante elettrico.

La colesterolemia (concentrazione del colesterolo) ha un range ben definito( 150-220 mg%.

Ed in effetti, un valore esterno al range determina condizioni patologiche: le placche aterosclerotiche come patologie di ipercolesterolemia.

2) Lipidi complessi.Esteri di acidi grassi con glicerolo o amminoalcoli, contenti acido fosforico, basi azotate (puriniche e pirimidiniche) e idrati di carbonio (zuccheri).

Classificazione eseguita o sulla base delle sedi o sulla natura dei componenti.

( Fosfolipidi. (glicerolo+acidi grassi+acido fosforico+basi azotate).

Es.:

- Acido Fosfatico o Acido Glicerofosfatidico.

Fosfatidilinositolo.

Fosfatidiletanolammina.

Fosfatidilcolina o Lecitina.

Fosfatidilserina.

Surfattante alveolare.

SURFATTANTE ALVEOLARE.

Viene cos definita una miscela di fosfolipidi prodotta da particolari cellule dette pneumociti di II tipo, cellule terminali degli alveoli polmonari.

Questa miscela di fosfolipidi costituisce un rivestimento parietale interno (si parla di film: sottile strato di copertura dellepitelio degli alveoli, il pi semplice degli epiteli di rivestimento. Si parla, infatti, di Epitelio Pavimentoso Semplice: costituito da un singolo strato. E non a caso, poich un ispessimento determinerebbe una compromissione del processo respiratorio) che si stratifica essenzialmente nel tessuto alveolare e che non impedisce la fisiologia della respirazione, ma anzi responsabile della tensione alveolare, indispensabile per lespletamento dei meccanismi di respirazione.

Esso, infatti, regola le variazioni volumetriche inspiratorie ed espiratorie, per cui una sua mancanza pu determinare una deficienza negli atti respiratori alla nascita: sindrome da membrane ialine, molto studiata in America. In America, addirittura, esistono banche del surfattante.

Il tessuto placentare contiene grandi quantit di surfattante.

Nella pratica farmacologica, il surfattante esplica unazione di anti-irritante.

Lazione del surfattante valida anche per le vie superiori bronchiali e quelle finitime bronchiolari.

( Sfingofosfolipidi (classificazione chimica) o sfingomieline (classificazione di sede): (sfingosina, un amminoalcol+acido grasso+acido fosforico+colina).

Lo troviamo nella guaina mielinica: struttura fondamentale con funzione di involucro per le cellule neuroniche.

( Sfingoglicolipidi o Cerebrosidi. (sfingosina+acido grasso+galattosio).

( Gangliosidi. (sfingosina+acido grasso+esoso+galattosammina+acido neuraminico).

Lacido neuranimico, del resto, un composto di natura specificatamente gangliosidica e tale, dunque, da consentirne un esplicito riconoscimento.

Li troviamo nei gangli cerebrospinali: organi del sistema nervoso periferico, costituiti da cellule gangliari.

Destino di rimaneggiamento dei Fosfolipidi.

Essi vengono metabolizzati, catabolizzati.

In altri termini, subiscono una parziale demolizione.

I processi di rimaneggiamento hanno costituito un punto di partenza per lo studio dei processi della senescenza cellulare che, in condizioni patologiche, pu verificarsi precocemente determinando un danneggiamento parafisiologico ed involutivo di questi costituenti, i fosfolipidi, delle membrane cellulari.

Si parla, pertanto, di membranopatie.

FOSFOLIPIDI

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(Fosfolipasi)

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-- ------- ACIDO ARACHIDONICO----

| (Ciclossigenasi) | (Lipossigenasi)

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1) Prostaglandine 1) Leucotrieni

2) Trombossani

ACIDO ARACHIDONICO.

Si tratta di un acido grasso superiore, frutto del catabolismo dei fosfolipidi.

Abbiamo precedentemente detto che il catabolismo produce in linea di massima prodotti di rifiuto, detti appunto cataboliti. In realt, cos non sempre.

In questo caso, infatti, si ha un vero e proprio riciclaggio delle sostanze che da un edificio molecolare complesso, come i fosfolipidi, produce un vero e proprio ciclo metabolico che ha come capostipite proprio lacido arachidonico.

CICLOSSIGENASI.

Rende possibile lattuazione di composti biologicamente importanti come le prostaglandine e i trombossani.

Si tratta di un enzima ad azione catalitica della reazione di modificazione dellacido arachidonico.

LIPOSSIGENASI.

Rende possibile lattuazione di composti biologicamente pericolosi, se presenti in quantit massive, come i leucotrieni.

Si tratta di un enzima ad azione catalitica della reazione di modificazione dellacido arachidonico.

CORTISONICI.

Sostanze ormonali elaborate dalla corteccia surrenale.

Utilizzati per scopi terapeutici per le loro propriet antinfiammatorie.

Non c capitolo della patologia iatrogena (determinata dagli errori dei medici) che non compendi effetti indesiderati che concernono i cortisonici (come il cortisone).

In realt, tuttavia, la denominazione di effetti indesiderati alquanto impropria. Si tratta, infatti, di effetti assolutamente prevedibili alla luce della conoscenza del meccanismo di azione di queste sostanze.

Che cosa producono come effetto collaterale (che poi normale)?

Lassunzione protratta pu determinare lacerazioni gastriche (ulcera, emorragie gastriche). Ma perch?

La risposta risiede nel fatto che essi bloccano lattivit dei fosfolipidi di membrana e quindi la sintesi di acido arachidonico e quindi la produzione di sostanze come le prostaglandine (che, guarda caso, esplicano unazione protettiva dellintegrit della mucosa gastrica che, pertanto, viene danneggiata dallazione corrosiva dellHCl).

Come si pu porre rimedio?

Banalmente, assumendo prostaglandine (che si trovano in commercio).

FANS (Farmaci Antinfiammatori Non Steroidei).

Si tratta di un gruppo di sostanze che, analogamente ai cortisonici, ma per cause diverse, determina il danneggiamento della mucosa gastrica.

Essi, infatti, bloccano la sintesi degli enzimi ciclossigenasi che, a partire dallacido arachidonico, consente la sintesi delle prostaglandine.LEUCOTRIENI.

Esplicano unazione quasi speculare rispetto alle prostaglandine.

Sono coinvolti in processi di spasmo delle vie respiratorie (che sfociano in patologie asmatiche).

Ci si serve di sostanze antileucotrieniche che limitano tali conseguenze dovute alleccesso di leucotrieni.

PROSTAGLANDINE.

C una grande rosa di attivit funzionali:

Sistema cardiovascolare (con azione vasodilatante).

Sistema nervoso (regolamento delle trasmissioni nervose).

Sistema immunitario (ne regolano la prontezza di risposta).

Apparato respiratorio (opposta a quella dei leucotrieni: broncodilatante).

Sistema endocrino e riproduttivo (usate come farmaci che possono indurre laborto perch, assunte in dosi adeguate, determinano una contrazione eccessiva dellutero).

Apparato urinario.

Processi cancerosi.

Apparato gastroenterico.

CARATTERIZZAZIONE MORFOLOGICA DEL CITOPLASMA.( Organizzazione strutturale (possibile mediante tecniche di microscopia ottica).Descrizione morfofunzionale delle strutture:

Membrana plasmatica o Plasmalemma.

Citoplasma.

Nucleo.

Sulla base delle passate tecniche di microscopia ottica, si pensava che il citoplasma fosse sostanzialmente amorfo (ialoplasma). A causa del limitato potere di risoluzione, infatti, si riusciva a distinguere solo alcune strutture filamentose scarsamente definite (come i mitocondri) e che, vedremo, sulla base della pi potente microscopia elettronica, verranno ascritte a quello che definiremo apparecchio membranoso del citoplasma.

( Organizzazione ultrastrutturale (possibile mediante microscopi elettronici a trasmissione e a scansione).La microscopia elettronica amplifica il corredo dellorganizzazione ultrastrutturale:

si dice che lultrastruttura loggetto dindagine della microscopia ottica.

Si individu un complesso di entit membranoso che, nel loro insieme, compenetrano la maggior parte del protoplasma, anticamente considerato componente amorfa.

Queste strutture sembrano rappresentare le propaggini interne, le emanazioni interne della membrana plasmatica.

Esistono forme svariate: tondeggianti, irregolari, allungate

Queste ultrastrutture ripetono lorganizzazione morfologica del protolemma del quale, pertanto, sembrano propagazioni.

Porta in senso unitario alla presenza di alcune membrane che conducono alla funzionalit dei vari citotipi.

Apparecchio membranoso del citoplasma.

( Organizzazione macromolecolare (possibile mediante microscopi ad alta tensione e ad alta risoluzione).Si impoverisce ulteriormente, cos, il concetto di ialoplasma.

Reticolo microtrabecolare.

Citoscheletro.

MEMBRANA PLASMATICA.Struttura che, come tutti gli altri dispositivi cellulari ha una sua composizione chimica di base.

COMPONENTE PROTEICA.

Anticamente, si credeva che le membrane biologiche avessero esclusivamente una composizione chimico-strutturale: in parte lipidica e in parte proteica.

Oggi, si d il giusto peso anche alla componente glicidica (sia pure in diversa proporzione rappresentativa) che entra a pieno titolo e con un alto grado di dignit nella costituzione delle biomembrane.

Proteine totali. 57-63%

( Proteine semplici.

( Proteine complesse.Gruppi prostetici costituiti da oligosaccaridi (glicoproteine).

COMPONENTE LIPIDICA.

E quella che, nella storia, stata maggiormente oggetto di studio.

Lipidi totali. 42%

( Fosfolipidi. 55%

Alcuni obbligatoriamente costitutivi delle membrane plasmatiche (detti, essenziali).

I principali sono:

Fosfatidilcolina.

Fosfatidiletanolammina.

Fosfatidilinositolo.

Fosfatidilserina (importante per le cellule nervose).

Fosfatidilglicerolo.

Acido Fosfatidico.

Cardiolipina.

( Sfingomieline. 17%

Importanti per alcune componenti di rivestimento nelle membrane delle cellule nervose: fibre nervose.

( Colesterolo ed esteri. 17%

Con funzione di stabilizzazione della quota lipdica.

( Trigliceridi. 7%

Intervengono nella plasticit.

( Glicolipidi. 4%

COMPONENTE GLICIDICA.

Glicidi totali. 2-10%: percentuale sicuramente riduttiva rispetto a proteine e lipidi. Eppure, questa blanda presenza non impedisce un importante ruolo funzionale.

( Oligosaccaridi legati a proteine (glicoproteine) o legati a lipidi (glicolipidi).

( Glicosamminoglicani (GAG).Si trovano nelle matrici intercellulari del tessuto connettivo e in quella copertura extracellulare che prende il nome di mantello cellulare (o glicocalice o cell coat).

( Proteoglicani.Si trovano nel mantello cellulare o glicocalice.

La componente proteica ancorata saldamente alla membrana plasmatica per cui riesce difficoltosa la distinzione fra le proteine di membrana e quelle del glicocalice.

Disposizione e posizionamento configurativo e spaziale.

(Vedi Figura 1).

Osservando la disposizione del Fosfolipide rispetto alla membrana plasmatica, si nota come essi espongono la testa polare allambiente acquoso endocellulare ed esocellulare ed allontanano la coda idrofoba.

Pertanto, essi sono allocati perpendicolarmente a un tangente immaginaria della membrana plasmatica.

Si pu osservare, anche, come il Colesterolo, che ha una caratterizzazione chimica analoga, abbia uguale configurazione.

(Vedi Figura 2).

Pertanto, si parla di bi-layer o strato bimolecolare, come si pu vedere in figura, della componente lipidica che, appunto, volge le teste polari allesterno e mantiene allinterno le lunghe code apolari.

Si vede come i Fosfolipidi siano orientati in maniera perfettamente perpendicolare alla membrana.

Configurazione di Davson e Danielli o modello tradizionale.(Vedi Figura 3).

Si deve aggiungere, tuttavia, alla suddetta componente lipidica, anche una componente proteica (ancora, non si raggiunto un grado di conoscenza tale da includere anche la componente glicidica).

Si hanno le proteine disposte in due frontiere luna in corrispondenza del versante endocellulare, laltra in corrispondenza del versante esocellulare, ed entrambe parallelamente rispetto alla tangente immaginaria della membrana cellulare.

Quindi, le proteine interagiscono con la testa della forchetta lipidica.

I gruppi polari idrofobi sono rappresentati dalle molecole di acidi grassi. Essi sono rappresentati con linee pieghettate perch insaturi.

(Vedi Figura 4).

Si parla, pertanto, di idea del tramezzino.

Ma, fino a questo momento, quando ancora non si perviene alla individuazione della componente glicidica, sussistono varie problematiche nello studio delle funzionalit della membrana plasmatica.

Ma la membrana plasmatica non una frontiera inerte: al contrario, con unattivit di selettivit bidirezionale c un passaggio di sostanze in entrambi i sensi.

Secondo questo schema di Danielli e Davson, si potrebbe pensare che possano attraversare la membrana biologica solo sostanze solubili.

Poich una condizione di questo tipo assolutamente inaccettabile, per superare questo impasse, si propose la presenza di pori (entit fisiche reali, dimensionalmente ben definite) che garantiscano il passaggio di sostanze non solubili nei lipidi (che, peraltro, sono la maggior parte).

Questa interpretazione crea unimmagine statica, cristallizzata della membrana plasmatica.

(Vedi Figura 5).

In realt, per, le immagini della microscopia elettronica sembrerebbero confermare lipotesi di Davson e Danielli.

Si interpretano i 2 versanti elettron-opachi come componenti proteiche e il frammezzo chiaro come componente lipidica.

Tuttavia, questa interpretazione concettualmente inaccettabile.

Ci si serv, allora, di unaltra tecnica: raffreddamento fino a bassissime temperature con N liquido (fino a 180) e fissurazione con lamine molto sottili: tecnica del criodecappaggio.

E ci consentiva, con limpiego di particolare fissativi, di individuare una qualche ultrastruttura che compenetra lo strato fosfolipidico affondandosi completamente o parzialmente in esso: si tratta di formazioni proteiche.

Ipotesi del mosaico fluido di Singer e Nicolson.La tecnica del criodecappaggio port al secondo modello di membrana.

A differenza del modello di Davson e Danielli, le proteine non sono solo estrinseche di membrana, ma anche intrinseche.

Ci deve essere una ragione pratica di questo posizionamento non rigido, ma dinamico, plastico.

Si attribuiscono particolari prestazioni a queste proteine intrinseche di membrana, per cui il modello dei pori viene abbandonato.

Le proteine sono in grado di agganciare alcune sostanze e di veicolarle allinterno o allesterno dellambiente cellulare. Si parla, pertanto, di proteine carrier.

(Vedi Figura 6).

Si vede dal disegno una sorta di linea centrale che d lidea di un canale: in realt, il canale altro non che la modificazione della configurazione spaziale delle proteine per lespletamento delle funzioni di trasporto.

Quindi, non si parla pi esclusivamente di trasporto passivo, come quello che determinerebbero i pori.

In realt, oltre a un trasporto passivo (legato al trasferimento, attraverso la membrana, di acqua e componenti disciolte in essa: i sali) , si ha anche un trasporto attivo

(c un trasporto selettivo che si realizza compiendo un lavoro metabolico).

In caso di trasporto passivo, la membrana si comporta come un componente inerte, per cui si realizza un gradiente osmotico. Il trasporto attivo urta con le leggi dellosmosi, ma ci comporta un dispendio di energia.

Ruolo delle proteine di membrana.Sono indispensabili per il mantenimento dellintegrit strutturale (proteine di struttura) e funzionale delle biomembrane.

Sono potenzialmente mutevoli come assetto: esse galleggiano e fluttuano nel mare fosfolipidico.

Ci reso possibile dal fatto che il tramezzino lipidico non n troppo rigido (per cui, le proteine non avrebbero nessuna mobilit) n troppo labile (per cui, le proteine non avrebbero alcun sito di ancoraggio).

Sono ancorate sul versante endocellulare mediante microtubuli e microfilamenti. Si tratta di componenti del citoscheletro, ultrastrutture filamentose piene in un caso (microfilamenti) e vuote nellaltro (microtubuli), responsabili, fra laltro, della mobilit delle proteine. Talvolta, lancoraggio avviene mediante altre apposite proteine.

Sul versante esocellulare, i punti di sostegno sono rappresentati dalla componente lipidica con cui le proteine stabiliscono alcune interazioni: non esistono, infatti, glicidi liberi, ma essi sono legati sempre a lipidi o a proteine per formare il glicocalice, costituito da glicoproteine e proteoglicani.

( Proteine enzimatiche.Attivano il metabolismo di membrana: trasporto attivo.

Adenosintrifosfatasi (ATPasi).

5-Nucleotidasi.

Disaccaridasi.

Sono allocati sul bordo libero delle cellule intestinali.

Hanno un ruolo fondamentale nel primo smaltimento degli idrati di C. E questo essenzialmente nei primi mesi di vita post-natale, quando, appunto, consentono lassorbimento del glicidi, specie dal latte.

Tuttavia, spesso, in condizioni patologiche, la cellula non riesce ad attrezzarsi sufficientemente con tali enzimi che non giungono a maturazione.

Si hanno, pertanto, tutta una serie di malattie pediatriche che, non a caso, vengono definite malattie o sindromi di mal assorbimento: il bambino non soltanto non ricava alcunch dallassunzione del latte, ma addirittura si ha una condizione di rigetto che si manifesta con il vomito.

Mediante prelievi di tipo bioptico di porzioni di tessuti intestinali, si va a vedere se, nelle cellule intestinali, si ha la presenza di disaccaridasi.

Talvolta, lacquisizione piena e la maturazione dei suddetti enzimi arriva con let. Ma, se si tratta di carenze enzimatiche congenite, esse sono assolutamente non emendabili, anche mediante terapia.

Adenilciclasi (o Adenilatociclasi).

E responsabile della ciclizzazione di un composto imparentato con lATP, un composto che normalmente ha una configurazione lineare, e che prende il nome di AMP ciclico.

Oggi sappiamo che si tratta di un vero e proprio messaggero chimico che opera a livello delle membrane plasmatiche, compendiato dal meccanismo di trasduzione dal versante esocellulare al versante endocellulare.

E importante conoscere questa proteina enzimatica per capire come i messaggi chimici si trasferiscano dallesterno allinterno dellambiente cellulare.

( Proteine-pompa.

Trasferiscono attraverso le biomembrane ioni Na+ e K+, in senso bidirezionale.

Si ha un particolare fenomeno che prende il nome di transmineralizzazione (trasferimento di ioni attraverso la membrana plasmatica).

La concentrazione deve obbedire a dei valori ben precisi e ben definiti, altrimenti si hanno gravi squilibri ionici.

( Proteine-canali o trasportatrici o vettrici (carriers).

Si comportano come vie selettive di membrana, attraverso le quali fluiscono specifiche sostanze.

( Proteine giunzionali.Entrano nella costituzione dei dispositivi membranali.

Si tratta di ben determinate proteine di membrana a livello di ben determinati distretti tissutali caratterizzati da cellule fra di loro a mutuo contatto (es., le cellule epiteliali), e quindi privi di matrice intercellulare.

Si tratta, dunque, di un mezzo di appoggio, di ancoraggio, di giunzione delle cellule suddette, a mutuo contatto mediante tali particolari proteine.

In realt, in alcuni casi, il loro ruolo ancora pi sofisticato: mezzo di comunicazione chimica intercellulare fra cellule che sono a diretto contatto mediante proteine giunzionali.

Meccanismi di funzionamento delle proteine di membrana.Ne esistono fondamentalmente 2:

1)Meccanismo della porta chimica girevole.

2)Meccanismo dei pori oscillanti.

1) Meccanismo della porta chimica girevole.(Vedi Figura 7).

Si tratta di un primo esempio di meccanismo con cui si effettua il passaggio di sostanze attraverso le membrane.

Si pu vedere come la proteina modifichi la propria struttura. Si ha, pertanto, una vera e propria mutazione conformazionale che consente il passaggio delle sostanze allinterno della cellula e che, poi, fa assumere alla proteina la configurazione iniziale.

Tale modificazione consentita dal metabolismo energetico cellulare, dal momento che sono richiesti grandi quantitativi energetici perch la proteina esplichi le sue funzioni.

Il sistema, tuttavia, in questo senso, termodinamicamente sfavorito: sono richiesti quantitativi energetici troppo consistenti.

Ecco che, allora, stato individuato un altro meccanismo di funzione delle proteine di membrana.

2) Meccanismo dei pori oscillanti.(Vedi Figura 8).

E come se vi fosse un sistema a pinza: la proteina, infatti, si apre ad una delle due estremit e contemporaneamente si chiude allaltra, e viceversa.

In questo senso, il sistema termodinamicamente pi favorito. E questo , pertanto, il meccanismo pi accreditato.

Si tratta di modelli che si basano su tutta una serie di condizioni sperimentali.

Abbiamo gi detto che il malfunzionamento di queste proteine di membrana determina gravi patologie che prendono il nome di membranopatie.

Ruolo dei lipidi di membrana.Sono indispensabili per il mantenimento dellintegrit strutturale delle biomembrane delle quali regolano la struttura fondamentale e lorganizzazione molecolare, essenzialmente sotto forma di fosfolipidi polinsaturi essenziali (E.P.L.) che, essendo molecole anfipatiche formano spontaneamente doppi strati (bi-layer lipidico).

Ci consente al tramezzino lipidico di costruirsi da s ed, entro certi limiti, di rimaneggiarsi se lacerato.

Questa, tuttavia, unaccezione di carattere prettamente generale perch, per la particolare caratterizzazione fisica dei lipidi di membrana che, ad eccezione dei lipidi di delimitazione (che attorniano, inguainano le proteine integrate nella membrana) che hanno un assetto fisico stabile, costituiscono un fluido bidimensionale.

La fluidit del corpo lipidico consente lancoraggio delle proteine integrate, dal momento che non n troppo rigido n troppo fluido.

Tale particolare condizione determinata da alcuni particolari fattori, quali:

Temperatura.Regola laspetto termodinamico.

In caso di temperatura eccessivamente alte si ha un assetto eccessivamente liquido e, al contrario, temperature basse determinano un assetto gelificato.

Grado di insaturit.

Numero di doppi legami degli acidi grassi.

Si vede che quanto pi elevato il numero di doppi legami tanto pi lassetto diviene fluido.

Presenza del Colesterolo.

Ne abbiamo gi descritto leffetto stabilizzante.

La mutevolezza dellassetto fisico del bi-layer consente alle proteine di diffondere liberamente al suo interno.

Ci, inoltre, consente quel rinnovamento che segue il ciclo vitale di tutti i gruppi chimici che vengono sostituiti se le strutture di cui fanno parte sono invecchiate o danneggiate.

E ci si verifica attraverso uno spostamento di gruppi molecolari, che pu essere essenzialmente di 2 tipi:

(Vedi Figura 9).

Spostamento di lateralit.

Allinterno del medesimo monostrato, che ha teste adiacenti di Fosfolipidi: tali movimenti sono frequenti perch non richiedono grandi quantitativi energetici.

Spostamento di traslazione verticale.

Dalluno allaltro strato mediante movimenti di giravolta o di flip-flop.

Tali movimenti sono pi rari, dal momento che, essendo particolarmente complessi, richiedono grandi quantitativi energetici.

Il fatto che siano richiesti grandi quantitativi energetici ulteriormente dimostrato dalla presenza di enzimi specifici che catalizzano le reazioni di metabolismo cellulare (come ad es., la Fosfatidilcolina, un fosfolipide che, per far avvenire movimenti di flip-flop, necessita di un apposito enzima: metiltransferasi).

( Regolando lo stato di fluidit dei plasmalemmi e, conseguentemente, esercitando un controllo sulla mobilit delle proteine, i lipidi di membrana regolano lintensit degli scambi bidirezionali attraverso i plasmalemmi.

( Attivano i sistemi enzimatici ancorati a membrana.

Esplicano, in altri termini, una azione permissiva sulle proteine enzimatiche che, dunque, senza questi lipidi, non potrebbero essere attivate.

Alcuni esempi sono:

-idrossibutirrico deidrogenasi.

Che regola le attivit di biosintesi della steridogenesi.

Enzimi della catena respiratoria mitocondriale.

ATPasi.

( Attivano la sintesi di Prostaglandine.

Non a caso, il loro precursore lacido arachidonico, il cui metabolismo di sintesi, a sua volta, regolato dai lipidi di membrana.

( Agiscono da trasportatori intramembranosi del messaggero chimico che il recettore proteico di membrana (sul versante esocellulare) trasmette allunit catalitica adenil-ciclasi (sul versante endocellulare).

Ruolo dei Glicidi di membrana.Si trovano sempre esposti sul versante esocellulare delle biomembrane, non liberi ma associati a proteine (glicoproteine) o a lipidi (glicolipidi).

( Intervengono nei meccanismi di riconoscimento tra le cellule e nella caratterizzazione della identit cellulare.

Si parla di teoria del self e del non-self: riconoscimento di ci che consono allambiente cellulare da ci che ad esso estraneo.

In caso di malfunzionamento, si ha la produzione di anticorpi che distruggono le nostre stesse cellule: malattie da autoimmunizzazione.

Ad es., formazioni antianticorpiche distruggono le cellule del tessuto tiroideo perch fallisce questa particolare funzionalit dei Glicidi.

( Intervengono nei meccanismi di interazione cellulare, mediante dispositivi di adesione: placche e cappucci.

Ad es., le cellule coltivate in vitro aderiscono proprio mediante tali formazioni al fondo del recipiente.

( Intervengono nei processi di regolazione della crescita cellulare.

( Intervengono nei processi di divisione cellulare (mitosi).

( Intervengono nel processo di costituzione del mantello cellulare o glicocalice o cell-coat.

(Vedi Figura 10).

Struttura di una glicoproteina.

Strutture della membrana delle cellule tumorali.Le cellule tumorali cominciano ad alterarsi proprio nellaspetto strutturale dei suoi componenti di membrana.

Si stabilisce un grado di insaturazione eccessivo degli acidi grassi dei Fosfolipidi.

Una depolimerizzazione dei GAG.

Un disancoraggio delle proteine dalla struttura della membrana.

APPARECCHIO MEMBRANOSO DEL CITOPLASMA.Lestensione del citoplasma effettivamente priva di struttura molto esigua.

Ci sono vari dispositivi cavitari, filamentosi

E un aspetto di competenza della microscopia elettronica ad alta definizione.

Nel corso dellevoluzione tecnologica, si , pertanto, passato dal concetto di protoplasma amorfo (ialoplasma) a quello di protoplasma con dispositivi membranari, ultrastrutturali e macromolecolari.

Si parla, dunque, di Apparecchio Membranoso: insieme di dispositivi con diversa fisionomia che, collaborando fra loro, esplicano unimportante sinergia funzionale, garantendo la prestazione ultima dellelemento cellulare a cui appartengono.

Questi dispositivi cavitari vengono detti organuli.

Tali organuli si scambiano informazioni chimiche ed elementi strutturali.

Reticolo endoplasmico.

Qualifica attribuita da un ricercatore di nome Porter, in base a ci che la microscopia elettronica tradizionale consentiva di individuare.

Si ha una precisa spiegazione della qualifica:

Reticolo: insieme di strutture filamentose che, nellambito delle cellule, rappresentano una costituzione reticolare.

Endoplasmico: identificazione locativa. Nella zona pi interna del citoplasma, zona perinucleare.Tali definizioni, molto imprecise, vanno riviste alla luce delle precisazioni attuali della microscopia elettronica.

In realt, non si tratta di una struttura esclusivamente reticolare, ma di un insieme di microcavit appiattite ma disperse nelle tre dimensioni dello spazio, affastellate le une alle altre e comunicanti mediante apposite microvie.

Inoltre, non proprio corretto parlare di endoplasmicit: si ha una comunicazione labirintica che si estende dalendoplasma alla zona immediatamente interna della membrana plasmatica.

Si tratta di vere e proprie scorciatoie per lespletamento delle principali funzioni cellulari.

Esistono fondamentalmente 2 tipologie di Reticolo Endoplasmico:

1) Reticolo endoplasmico rugoso e granulare.

2) Reticolo endoplasmico liscio o agranulare.

1) Reticolo Endoplasmico Rugoso o Granulare.

Si tratta di ampi spazi appiattiti, delimitati da membrana: vere e proprie valve.

Si ha una condizione di mutevolezza della spazialit tridimensionale.

Si parla di struttura granulare perch la superficie esterna della membrana orlata da strutture minutamente puntiformi adese alla sua struttura: i ribosomi.

La presenza di queste strutture rende intuibile la prestazione funzionale: collegata allandamento della sintesi proteica citoplasmatica: proteine di struttura, ormonali, enzimatiche, vettrici

In realt, gi la microscopia elettronica tradizionale dava lidea del polimorfismo costitutivo.

La rimanente porzione del citoplasma costellata da altre strutture puntiformi ribosomiali, dette ribosomi liberi.

Questa quota di ribosomi liberi trae ancoraggio da strutture che microscopia elettronica tradizionale non consentiva di individuare: il reticolo microtrabecolare.

Oggigiorno, per il Reticolo Endoplasmico si parla di ergastoplasma, tralasciando laccezione di struttura indipendente che, in passato, si considerava. Si parla, invece, di struttura caratterizzata da una capacit di sintesi molto intensa (per cui, ad es., si parla di ergastoplasma per le plasmacellule, devolute allattivit di anticorpopoiesi).

In questi termini, i processi di protidosintesi inizierebbero proprio nel Reticolo Endoplasmico Granulare. Ed esistono evidenze sperimentali inoppugnabili che dimostrano ci.

Tali processi, tuttavia, in un secondo momento, si trasferiscono, si completano e si perfezionano a carico di altri particolari dispositivi, che esamineremo e che lavorano in maniera sequenziale.

Il metodo, la tecnica di indagine che ci consente di affermare ci consiste nella autoistoradiografia: un processo di marcatura con isotopi radioattivi.

In genere, si marcano le unit strutturali fondamentali: gli amminoacidi.

Ci consente di seguire il cammino della sostanza a livello dei vari dispositivi cellulari, ad es. con un contatore Gaiver, dal Reticolo Endoplasmico Rugoso (ergastoplasma) alle altre strutture cellulari.

Dopo il Reticolo Endoplasmico Rugoso si ha un passaggio delle strutture proteiche al Complesso del Golgi (che, infatti, si mostra con una condizione di continuit con il Reticolo Endoplasmico).

Ed infine, si passa al bordo apicale delle cellule dove si formano i cosiddetti granuli di zimogeno. Si tratta di materiale proteico quasi confezionato.

Il contenuto, infine, viene riversato allesterno e rappresenta il prodotto finale proteico.

Quindi, la protidosintesi una funzione condivisa: non assolutamente ascrivibile a un organulo piuttosto che a un altro.

2) Reticolo Endoplasmico Liscio o Agranulare.A questo si sono temporalmente appuntate le ricerche di molti scienziati.

In genere, c una commistione delle 2 tipologie di reticolo, cos come ci pu essere unapparente esclusivit che contraddistingue una funzione esaltata o delluno o dellaltro.

Ad es., durante la sintesi proteica, si avr una forma esaltata del Reticolo Endoplasmico Rugoso.

Di conseguenza, la proporzionalit di presenza dei 2 tipi di Reticolo dovuta allindirizzo funzionale della cellula stessa.

Esistono particolari meto