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Histology and Embriology
(obiettivi)
L'obiettivo del corso integrato di Istologia ed Embriologia è quello di fornire agli studenti conoscenze sull'organizzazione fisiologica e lo sviluppo di cellule e tessuti. Durante le lezioni di istologia sono discussi i fondamenti di citologia necessari per la comprensione completa dell'organizzazione dei diversi tessuti e del loro sviluppo. L'organizzazione delle cellule e della matrice extracellulare e la loro associazione nella organizzazione dei diversi tessuti è illustrata e discussa insieme alle procedure istologiche standard, compresi gli approcci di microscopia (ottica, fluorescenza ed elettronica), come strumento per lo studio della struttura e dello sviluppo dell'uomo.
Canale: CANALE A
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La Sala Gina
( programma)
PROGRAMMA
CITOLOGIA
Metodi di studio della cellula e dei tessuti.
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
La membrana plasmatica
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici ((freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
Gli organelli citoplasmatici
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
Il nucleo
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
Le interazioni cellulari
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
Metodi per lo studio morfologico dei tessuti
I microscopi ottici (microscopio ottico a luce trasmessa, a contrasto di fase, interferenziale, a fluorescenza e confocale) ed elettronici (TEM e SEM), principi di base (potere di risoluzione ed ingrandimenti) ed utilizzo; allestimento di un preparato istologico per il microscopio ottico (preparato in paraffina) ed elettronico (sezioni ultrafini; congelamento/frattura); le principali colorazioni per la microscopia ottica ed eletronica, l’istochimica e l’immunoistochimica.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel).
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (le cellule ossintiche e le cellule di Paneth). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina e giustacrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
I tessuti connettivi di sostegno. Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei.
1.Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro do ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM).Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
TESSUTI DEL DENTE
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
Embriologia
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. I tumori testicolari. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
Prima settimana di sviluppo. La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
Seconda settimana di sviluppo: Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
Terza settimana di sviluppo: gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
Quarta settimana di sviluppo: ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
Istologia pratica
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
• Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
• Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
• Epitelio pseudostratificato (trachea)
• Epitelio di transizione (uretere)
• Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
• Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini)
• Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E)
• Striscio di sangue
• Tessuto linfo-epiteliale del timo
• Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
• Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
TESTI CONSIGLIATI E BIBLIOGRAFIA
• Ross M.H. and W. Pawlina: Histology a text and atlas, sixth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
• Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, fifth edition.
• Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier
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Lamsira Harpreet Kaur
( programma)
PROGRAMMA
CITOLOGIA
Metodi di studio della cellula e dei tessuti.
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
La membrana plasmatica
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici ((freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
Gli organelli citoplasmatici
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
Il nucleo
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
Le interazioni cellulari
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
Metodi per lo studio morfologico dei tessuti
I microscopi ottici (microscopio ottico a luce trasmessa, a contrasto di fase, interferenziale, a fluorescenza e confocale) ed elettronici (TEM e SEM), principi di base (potere di risoluzione ed ingrandimenti) ed utilizzo; allestimento di un preparato istologico per il microscopio ottico (preparato in paraffina) ed elettronico (sezioni ultrafini; congelamento/frattura); le principali colorazioni per la microscopia ottica ed eletronica, l’istochimica e l’immunoistochimica.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel).
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (le cellule ossintiche e le cellule di Paneth). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina e giustacrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
I tessuti connettivi di sostegno. Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei.
1.Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro do ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM).Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
TESSUTI DEL DENTE
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
Embriologia
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. I tumori testicolari. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
Prima settimana di sviluppo. La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
Seconda settimana di sviluppo: Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
Terza settimana di sviluppo: gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
Quarta settimana di sviluppo: ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
Istologia pratica
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
• Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
• Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
• Epitelio pseudostratificato (trachea)
• Epitelio di transizione (uretere)
• Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
• Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini)
• Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E)
• Striscio di sangue
• Tessuto linfo-epiteliale del timo
• Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
• Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
TESTI CONSIGLIATI E BIBLIOGRAFIA
• Ross M.H. and W. Pawlina: Histology a text and atlas, sixth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
• Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, 5th edition.
• Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier
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Klinger Francesca
( programma)
PROGRAMMA
CITOLOGIA
Metodi di studio della cellula e dei tessuti.
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
La membrana plasmatica
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici ((freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
Gli organelli citoplasmatici
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
Il nucleo
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
Le interazioni cellulari
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
Metodi per lo studio morfologico dei tessuti
I microscopi ottici (microscopio ottico a luce trasmessa, a contrasto di fase, interferenziale, a fluorescenza e confocale) ed elettronici (TEM e SEM), principi di base (potere di risoluzione ed ingrandimenti) ed utilizzo; allestimento di un preparato istologico per il microscopio ottico (preparato in paraffina) ed elettronico (sezioni ultrafini; congelamento/frattura); le principali colorazioni per la microscopia ottica ed eletronica, l’istochimica e l’immunoistochimica.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel).
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (le cellule ossintiche e le cellule di Paneth). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina e giustacrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
I tessuti connettivi di sostegno. Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei.
1.Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro do ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM).Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
TESSUTI DEL DENTE
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
Embriologia
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. I tumori testicolari. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
Prima settimana di sviluppo. La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
Seconda settimana di sviluppo: Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
Terza settimana di sviluppo: gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
Quarta settimana di sviluppo: ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
Istologia pratica
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
• Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
• Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
• Epitelio pseudostratificato (trachea)
• Epitelio di transizione (uretere)
• Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
• Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini)
• Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E)
• Striscio di sangue
• Tessuto linfo-epiteliale del timo
• Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
• Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
TESTI CONSIGLIATI E BIBLIOGRAFIA
• Ross M.H. and W. Pawlina: Histology a text and atlas, sixth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
• Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, 5th edition.
• Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier
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Massimiani Micol
( programma)
CITOLOGIA
METODI DI STUDIO DELLA CELLULA E DEI TESSUTI
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
LA MEMBRANA PLASMATICA
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici (freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
GLI ORGANELLI CITOPLASMATICI
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
IL NUCLEO
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
LE INTERAZIONI CELLULARI
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
METODI PER LO STUDIO MORFOLOGICO DEI TESSUTI
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
LE CELLULE STAMINALI
Cenni sul differenziamento cellulare. Cellule staminali (caratteristiche generali delle cellule staminali embrionali, dei tessuti dell’adulto, e cellule staminali pluripotenti indotte). Nicchie staminali. Clonaggio. Rigenerazione tissutale.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel)
Correlazioni cliniche: celiachia, dischinesia ciliare primaria (PCD) o sindrome delle ciglia immobili, sindrome di Bardet-Biedl (BBS), pemfigo, ittiosi di tipo Arlecchino, melanoma
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (sieroso, mucoso, misto). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas, ghiandole app. digerente., cellule caliciformi. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
Correlazioni cliniche: artrite degenerativa, mixedema, malattia di Graves, collagenopatie, scorbuto, sindrome di Ehlers-Danlos (EDS), sindrome di Marphan.
I tessuti connettivi di sostegno.
Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei. Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro di ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Correlazioni cliniche: Osteoartrite, artrite reumatoide, nanismo, osteogenesi imperfetta, osteopetrosi, Osteoporosi
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM). Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
Correlazioni cliniche: Microcitosi, macrocitosi, difetti di membrana dei globuli rossi, anemie, enzimopatie dei globuli rossi, emoglobinopatie dei globuli rossi, allergie, infiammazione.
Tessuti del dente
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
Correlazioni cliniche: distrofie muscolari
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
Correlazioni cliniche: malattia di Charcot–Marie–Tooth, sclerosi multipla
EMBRIOLOGIA
SPERMATOGENESI, OOGENESI E FECONDAZIONE
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
PRIMA SETTIMANA DI SVILUPPO
La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
SECONDA SETTIMANA DI SVILUPPO
Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
TERZA SETTIMANA DI SVILUPPO
Gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
QUARTA SETTIMANA DI SVILUPPO
Ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
ISTOLOGIA PRATICA
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
- Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
- Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
- Epitelio pseudostratificato (trachea)
- Epitelio di transizione (uretere)
- Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari maggiori) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
- Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini), tessuto adiposo.
- Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E) e spugnoso
- Striscio di sangue
- Tessuto linfo-epiteliale del timo
- Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
- Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
- Pawlina W.: Histology a text and atlas, eighth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
- Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, 5th edition.
- Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier.
Canale: CANALE B
-
La Sala Gina
( programma)
PROGRAMMA
CITOLOGIA
Metodi di studio della cellula e dei tessuti.
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
La membrana plasmatica
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici ((freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
Gli organelli citoplasmatici
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
Il nucleo
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
Le interazioni cellulari
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
Metodi per lo studio morfologico dei tessuti
I microscopi ottici (microscopio ottico a luce trasmessa, a contrasto di fase, interferenziale, a fluorescenza e confocale) ed elettronici (TEM e SEM), principi di base (potere di risoluzione ed ingrandimenti) ed utilizzo; allestimento di un preparato istologico per il microscopio ottico (preparato in paraffina) ed elettronico (sezioni ultrafini; congelamento/frattura); le principali colorazioni per la microscopia ottica ed eletronica, l’istochimica e l’immunoistochimica.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel).
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (le cellule ossintiche e le cellule di Paneth). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina e giustacrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
I tessuti connettivi di sostegno. Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei.
1.Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro do ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM).Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
TESSUTI DEL DENTE
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
Embriologia
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. I tumori testicolari. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
Prima settimana di sviluppo. La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
Seconda settimana di sviluppo: Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
Terza settimana di sviluppo: gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
Quarta settimana di sviluppo: ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
Istologia pratica
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
• Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
• Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
• Epitelio pseudostratificato (trachea)
• Epitelio di transizione (uretere)
• Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
• Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini)
• Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E)
• Striscio di sangue
• Tessuto linfo-epiteliale del timo
• Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
• Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
TESTI CONSIGLIATI E BIBLIOGRAFIA
• Ross M.H. and W. Pawlina: Histology a text and atlas, sixth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
• Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, 5th edition.
• Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier
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Lamsira Harpreet Kaur
( programma)
PROGRAMMA
CITOLOGIA
Metodi di studio della cellula e dei tessuti.
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
La membrana plasmatica
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici ((freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
Gli organelli citoplasmatici
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
Il nucleo
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
Le interazioni cellulari
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
Metodi per lo studio morfologico dei tessuti
I microscopi ottici (microscopio ottico a luce trasmessa, a contrasto di fase, interferenziale, a fluorescenza e confocale) ed elettronici (TEM e SEM), principi di base (potere di risoluzione ed ingrandimenti) ed utilizzo; allestimento di un preparato istologico per il microscopio ottico (preparato in paraffina) ed elettronico (sezioni ultrafini; congelamento/frattura); le principali colorazioni per la microscopia ottica ed eletronica, l’istochimica e l’immunoistochimica.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel).
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (le cellule ossintiche e le cellule di Paneth). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina e giustacrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
I tessuti connettivi di sostegno. Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei.
1.Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro do ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM).Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
TESSUTI DEL DENTE
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
Embriologia
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. I tumori testicolari. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
Prima settimana di sviluppo. La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
Seconda settimana di sviluppo: Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
Terza settimana di sviluppo: gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
Quarta settimana di sviluppo: ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
Istologia pratica
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
• Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
• Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
• Epitelio pseudostratificato (trachea)
• Epitelio di transizione (uretere)
• Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
• Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini)
• Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E)
• Striscio di sangue
• Tessuto linfo-epiteliale del timo
• Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
• Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
TESTI CONSIGLIATI E BIBLIOGRAFIA
• Ross M.H. and W. Pawlina: Histology a text and atlas, sixth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
• Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, 5th edition.
• Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier
-
Klinger Francesca
( programma)
PROGRAMMA
CITOLOGIA
Metodi di studio della cellula e dei tessuti.
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
La membrana plasmatica
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici ((freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
Gli organelli citoplasmatici
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
Il nucleo
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
Le interazioni cellulari
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
Metodi per lo studio morfologico dei tessuti
I microscopi ottici (microscopio ottico a luce trasmessa, a contrasto di fase, interferenziale, a fluorescenza e confocale) ed elettronici (TEM e SEM), principi di base (potere di risoluzione ed ingrandimenti) ed utilizzo; allestimento di un preparato istologico per il microscopio ottico (preparato in paraffina) ed elettronico (sezioni ultrafini; congelamento/frattura); le principali colorazioni per la microscopia ottica ed eletronica, l’istochimica e l’immunoistochimica.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel).
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (le cellule ossintiche e le cellule di Paneth). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina e giustacrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
I tessuti connettivi di sostegno. Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei.
1.Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro do ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM).Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
TESSUTI DEL DENTE
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
Embriologia
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. I tumori testicolari. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
Prima settimana di sviluppo. La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
Seconda settimana di sviluppo: Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
Terza settimana di sviluppo: gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
Quarta settimana di sviluppo: ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
Istologia pratica
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
• Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
• Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
• Epitelio pseudostratificato (trachea)
• Epitelio di transizione (uretere)
• Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
• Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini)
• Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E)
• Striscio di sangue
• Tessuto linfo-epiteliale del timo
• Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
• Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
TESTI CONSIGLIATI E BIBLIOGRAFIA
• Ross M.H. and W. Pawlina: Histology a text and atlas, sixth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
• Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, fifth edition.
• Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier
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Massimiani Micol
( programma)
CITOLOGIA
METODI DI STUDIO DELLA CELLULA E DEI TESSUTI
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
LA MEMBRANA PLASMATICA
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici (freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
GLI ORGANELLI CITOPLASMATICI
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
IL NUCLEO
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
LE INTERAZIONI CELLULARI
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
METODI PER LO STUDIO MORFOLOGICO DEI TESSUTI
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
LE CELLULE STAMINALI
Cenni sul differenziamento cellulare. Cellule staminali (caratteristiche generali delle cellule staminali embrionali, dei tessuti dell’adulto, e cellule staminali pluripotenti indotte). Nicchie staminali. Clonaggio. Rigenerazione tissutale.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel)
Correlazioni cliniche: celiachia, dischinesia ciliare primaria (PCD) o sindrome delle ciglia immobili, sindrome di Bardet-Biedl (BBS), pemfigo, ittiosi di tipo Arlecchino, melanoma
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (sieroso, mucoso, misto). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas, ghiandole app. digerente., cellule caliciformi. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
Correlazioni cliniche: artrite degenerativa, mixedema, malattia di Graves, collagenopatie, scorbuto, sindrome di Ehlers-Danlos (EDS), sindrome di Marphan.
I tessuti connettivi di sostegno.
Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei. Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro di ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Correlazioni cliniche: Osteoartrite, artrite reumatoide, nanismo, osteogenesi imperfetta, osteopetrosi, Osteoporosi
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM). Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
Correlazioni cliniche: Microcitosi, macrocitosi, difetti di membrana dei globuli rossi, anemie, enzimopatie dei globuli rossi, emoglobinopatie dei globuli rossi, allergie, infiammazione.
Tessuti del dente
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
Correlazioni cliniche: distrofie muscolari
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
Correlazioni cliniche: malattia di Charcot–Marie–Tooth, sclerosi multipla
EMBRIOLOGIA
SPERMATOGENESI, OOGENESI E FECONDAZIONE
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
PRIMA SETTIMANA DI SVILUPPO
La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
SECONDA SETTIMANA DI SVILUPPO
Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
TERZA SETTIMANA DI SVILUPPO
Gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
QUARTA SETTIMANA DI SVILUPPO
Ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
ISTOLOGIA PRATICA
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
- Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
- Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
- Epitelio pseudostratificato (trachea)
- Epitelio di transizione (uretere)
- Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari maggiori) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
- Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini), tessuto adiposo.
- Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E) e spugnoso
- Striscio di sangue
- Tessuto linfo-epiteliale del timo
- Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
- Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
TESTI CONSIGLIATI E BIBLIOGRAFIA
• Ross M.H. and W. Pawlina: Histology a text and atlas, sixth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
• Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, 5th edition.
• Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier
Canale: CANALE C
-
Massimiani Micol
( programma)
CITOLOGIA
METODI DI STUDIO DELLA CELLULA E DEI TESSUTI
Cenni sull’utilizzo dei microscopi ottici (campo chiaro, contrasto di fase, interferenza, a fluorescenza, confocale) ed elettronici (TEM e SEM); unità di misura e potere di risoluzione (formula di Abbe). Procedure per l’allestimento di un preparato per microscopia ottica (paraffina e congelamento) ed elettronica. Le colture cellulari. Autoradiografia ed elettroforesi. Principali colorazione istomorfologiche ed istochimiche. Principi di immunolocalizzazione di molecole ed organelli cellulari. La centrifugazione frazionata.
LA MEMBRANA PLASMATICA
Struttura ed organizzazione molecolare della membrana plasmatica: il modello a mosaico fluido; i lipidi di membrana e loro proprietà; proteine estrinseche ed intrinseche: proprietà antigeniche, funzione come proteine adesive, funzione come recettori e loro ruolo nella trasduzione del segnale. Trasporto di piccole molecole ed acqua attraverso la membrana plasmatica: diffusione semplice, diffusione facilitata, trasporto attivo e osmosi. Principali metodi di studio morfologici ((freeze-fracture) e molecolari (immunolocalizzazione ed elettroforesi di proteine). Composizione e funzioni del glicocalice.
GLI ORGANELLI CITOPLASMATICI
Composizione del citosol e delle varie inclusioni citoplasmatiche (granuli di glicogeno e gocciole lipidiche).
Il reticolo endoplasmatico liscio: struttura, ruolo nel metabolismo dei lipidi, nei processi di detossicazione,
nella glicogenolisi e nell’accumulo di calcio.
Organizzazione ultrastrutturale e funzione del reticolo endoplasmatico granulare. Principali tappe nel processo di traduzione e differenze tra la sintesi delle proteine destinate al citosol e quella delle proteine di secrezione, di membrana o lisosomiali. Modificazioni post-traduzionali delle proteine: glicosilazione, idrossilazione e ruolo dei chaperoni molecolari.
Vescicole di trasporto rivestite da proteine COP. Specificità dei processi di trasporto e fusione vescicolare: proteine Rab, v-SNARE e t-SNARE.
Complesso di Golgi: ultrastruttura, processi biosintetici e smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo endoplasmatico.
Secrezione cellulare costitutiva e regolata: meccanismi di regolazione.
L’endocitosi. Internalizzazione di molecole solubili mediante caveole: pinocitosi, transcitosi, interazioni delle caveoline con le molecole segnale. Endocitosi mediata da recettore: vescicole rivestite di clatrina.
Gli endosomi e le diverse vie di smistamento di ligandi specifici.
Lisosomi: biogenesi, morfologia, enzimi idrolitici. Fagocitosi e autofagia.
I perossisomi: struttura e funzioni
Meccanismi per la degradazione di proteine citoplasmatiche: il sistema ubiquitina-proteasoma e l’aggresoma.
I mitocondri: morfologia, distribuzione e replicazione. Genoma mitocondriale. Localizzazione e funzione dei complessi enzimatici mitocondriali: aspetti principali del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa. Ruolo dei mitocondri nell’omeostasi del calcio, nell’apoptosi e nella sintesi degli ormoni steroidei.
Il citoscheletro. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi: organizzazione molecolare, distribuzione nella cellula e nei diversi tipi cellulari. La funzione del citoscheletro in specifici processi quali motilità cellulare, fagocitosi, endocitosi, esocitosi, movimento di vescicole. Proteine associate ai microtubuli, (chinesine e dineine) e ai microfilamenti (proteine che legano l’actina).
Il centrosoma. Il citoscheletro di membrana. Le ciglia vibratili: struttura e funzione. Il ciglio primario.
IL NUCLEO
Struttura del nucleo interfasico. Scambi tra nucleo e citoplasma. Composizione della cromatina interfasica e della matrice nucleare. Eucromatina ed eterocromatina. I nucleosomi. Gli istoni, le proteine regolatrici non istoniche.
Il nucleolo: struttura ed organizzazione molecolare; la sintesi degli rRNA e l’assemblaggio delle subunità ribosomali.
Cenni sulla divisione cellulare e sulle fasi del ciclo cellulare Cenni sulla formazione dei cromosomi (loro struttura) e dell’apparato mitotico. Cenni sugli stadi della mitosi.
L’involucro nucleare: differenze tra la superficie citoplasmatica e quella nucleare, struttura e funzione dei pori nucleari, importine ed esportine, molecole regolative associate, la lamina nucleare.
LE INTERAZIONI CELLULARI
Principi generali dell’interazioni cellulari paracrine, autocrine, endocrine e giustacrine.
Sistemi adesivi cellula-cellula e cellula-matrice. Le strutture di giunzione intercellulare: organizzazione strutturale e molecolare delle giunzioni occludenti, delle giunzioni ancoranti (zonule aderenti e desmosomi) e delle giunzioni comunicanti (giunzioni gap). Le integrine. Podosomi e adesioni focali. Emidesmosomi.
ISTOLOGIA
METODI PER LO STUDIO MORFOLOGICO DEI TESSUTI
I microscopi ottici (microscopio ottico a luce trasmessa, a contrasto di fase, interferenziale, a fluorescenza e confocale) ed elettronici (TEM e SEM), principi di base (potere di risoluzione ed ingrandimenti) ed utilizzo; allestimento di un preparato istologico per il microscopio ottico (preparato in paraffina) ed elettronico (sezioni ultrafini; congelamento/frattura); le principali colorazioni per la microscopia ottica ed eletronica, l’istochimica e l’immunoistochimica.
I TESSUTI EPITELIALI
Generalità (organizzazione, vascolarizzazione ed innervazione) e derivazione embrionale. Caratteristiche delle cellule epiteliali [forma, polarità, specializzazioni della superficie apicale (ciglia comuni e ciglio primario (cenni sulle cigliapatie), microvilli, stereociglia], specializzazioni della superficie laterale [molecole adesive e complessi di giunzione (organizzazione ultrastrutturale e molecolare della giunzione occludente, aderente, desmosoma), le giunzioni gap], specializzazioni della superficie basale (organizzazione strutturale e molecolare, funzione della lamina basale), il citoscheletro. Le cellule staminali epiteliali (caratteristiche generali delle cellule staminali dei tessuti adulti).
Classificazione dei tessuti epiteliali (di rivestimento e ghiandolari; cenni su epiteli sensoriali e speciali).
Epiteli di rivestimento. Caratteristiche generali, classificazione, distribuzione e cenni funzioni . Le mucose (epitelio intestinale, epitelio delle vie aeree, epitelio della vescica), le sierose, la cute e l’endotelio [cenni sulla struttura dei capillari (capillari continui, fenestrati e sinusoidi, passaggio di molecole e cellule attraverso l’endotelio) e dei vasi sanguigni]. Epidermide (i cheratinociti e la corneificazione , i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langherans e le cellule di Merkel).
Epiteli ghiandolari. Derivazione embrionale ed organizzazione istologica delle ghiandole esocrine ed endocrine (parenchima e stroma). Ghiandole esocrine (posizione, organizzazione, tipologie di adenomeri e dei dotti escretori), classificazione e secreti (le cellule ossintiche e le cellule di Paneth). Le cellule mioepiteliali. Esempi di ghiandole esocrine: ghiandole della cute (sebacee, sudoripare e mammarie), ghiandole salivari maggiori, pancreas. Ghiandole endocrine. Caratteristiche generali (concetto di segnalazione cellulare, autocrina, paracrina, endocrina e giustacrina, gli esosomi) ed organizzazione istologica (cordonale, follicolare ed interstiziale). Gli ormoni (polipeptidici, aminoacidici e steroidei). Esempi di organizzazione istologica e funzioni di ghiandole endocrine: ipofisi, tiroide, surrenali, pancreas.
I TESSUTI CONNETTIVI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione e funzioni.
I tessuti connettivi propriamente detti (classificazione, distribuzione e funzioni): lasso (areolare) e denso (regolare ed irregolare). Cellule staminali mesenchimali. Cellule residenti (fibroblasti, cellule reticolari, macrofagi [fagocitosi (opsonine, recettori tipo Toll, complemento, come cellule APC, il sistema dei macrofagi), mastociti, adipociti]. Le integrine e le interazioni con le molecole della sostanza intercellulare. Sostanza intercellulare (matrice amorfa e fibre proteiche). Matrice amorfa (GAGs, proteoglicani e glicoproteine) e liquido interstiziale. Fibre proteiche. I collageni (classificazione=fibrillari, laminari/reticolari e FACIT; ed loro organizzazione molecolare in particolare del collagene I, sintesi e fibrillogenesi). L’elastina e le fibre elastiche (caratteristiche molecolari dell’elastina, le fibrilline e loro sintesi). Cenni su alcune patologie dovute ai proteoglicani, collagenopatie ed elastinopatie. Tessuti connettivi propriamente detti con proprietà speciali [adiposo (bianco e bruno), reticolare, elastico, pigmentato, mucoso].
I tessuti connettivi di sostegno. Tessuti cartilaginei. Cartilagine ialina (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare ed aggrecani, fibre collagene). Tipi speciali di cartilagine ialina (metafisaria/seriata/coniugazione e cartilagine articolare). Cartilagine elastica (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare). Cartilagine fibrosa (origine embrionale, organizzazione istologica, distribuzione ed accrescimento: caratteristiche di colorazione, pericondrio, condroblasti/condrociti, sostanza intercellulare).
Tessuti ossei.
1.Caratteristiche generali della loro composizione ed organizzazione istologica (tipi di ossa, vascolarizzazione, innervazione). Cellule (osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti). Sostanza intercellulare (matrice mineralizzata, fibre collagene, glicoproteine). Tessuto osseo lamellare (compatto o spugnoso) e non lamellare. Allestimento di un preparato istologico di tessuto osseo (demineralizzazione o sezione per usura). Periostio ed endostio. Gli osteoblasti (sintesi di molecole della sostanza intercellulare, loro ruolo nella formazione degli osteoclasti-RANK/RANKL, nel mantenimento della “nicchia” delle cellule staminali ematopoietiche e nella mineralizzazione). Osteociti. Osteoclasti [loro origine, caratteristiche citologiche (podosomi) e funzionali (pompa ioni idrogeno, lisosomi). Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nel metabolismo del calcio (paratormone, calcitonina). Cenni sull’osteoporosi (estrogeni, RANKL e OPG).
2. Ossificazione. Ossificazione diretta. Ossificazione indiretta. Esempio di ossificazione delle ossa della faccia e del cranio (condrocranio e neurocranio). Esempio di ossificazione indiretta di un osso lungo dello scheletro assile (centro do ossificazione primaria e centri di ossificazione secondaria). Accrescimento in lunghezza (cartilagine metafisaria) e larghezza ed ossificazione di un osso. Formazione di un osteone. Meccanismi di mineralizzazione (ruolo degli osteoblasti, vescicole di mineralizzazione, fibre collagene e proteoglicani).
Sangue e linfa.
Sangue (composizione e funzioni). Plasma (siero) ed elementi corpuscolati (ematocrito, buffy coat, striscio di sangue). Globuli rossi [caratteristiche strutturali (dimensioni, forma e citoscheletro) e funzionali (numeri, emoglobina, trasporto di ossigeno ed anidride carbonica, processi di emolisi, cenni sui gruppi sanguigni]. Cenni sulle patologie emolitiche (anomalie del citoscheletro, favismo e anemia falciforme). Piastrine [caratteristiche strutturali (dimensioni, cromomero, ialomero, forma e citoscheletro, granuli) e funzionali (numeri, tappo e trombo)]. Attivazione delle piastrine (adesione al collagene, esocitosi granuli, esposizione fosfolipidi e recettori trombina e fibrinogeno, aggregazione). Cenni sulla coagulazione del sangue via intrinseca ed estrinseca. Globuli bianchi (tipi e numeri, la formula leucocitaria, la diapedesi). Neutrofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni effetto “kamikaze” e “spiderman”, il “respiratory burst”). Eosinofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni, la proteina basica maggiore). Basofili (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni). Monociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM).Linfociti (come riconoscerli in uno striscio di sangue, caratteristiche al MO e al TEM; funzioni).
Linfa (composizione e funzione).
Tessuti linfo-emopoietici. Tessuti linfoidi (cenni sulla struttura e funzioni del timo, linfonodi, milza e midollo osseo).
Emopoiesi [la cellula staminale ematopoietica, le citochine emopoietiche, progenitori e precursori delle linee cellulari differenziative, eritropoiesi, granulocitopoiesi, monocitopoiesi, trombopoiesi (meccanismi del rilascio delle piastrine), linfopoiesi].
Il sistema immunitario. Immunità innata ed acquisita. Cenni sulle funzioni dei linfociti B, T ed NK (concetto di antigene, gli anticorpi, il complemento, la selezione clonale, il riarrangiamento genico, la memoria immunitaria, le cellule APC, il sistema HLA, le diverse classi di linfociti T).
TESSUTI DEL DENTE
Tessuti mineralizzati : smalto, dentina, cemento. Tessuti molli: paradonto e polpa.
I TESSUTI MUSCOLARI
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione.
Tessuto muscolare scheletrico. Organizzazione generale di un muscolo. Le fibre muscolari caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, colorabilità, bande e strie) ed ultrastrutturali. Miofibrille e miofilamenti contrattili, il sarcomero. I filamenti di actina (organizzazione molecolare); i filamenti di miosina (organizzazione molecolare); filamenti e proteine accessorie del sarcomero (titina, nebulina, oscurina, proteina C, miomesina); le distrofine ed il costamero. Le triadi ed il reticolo sarcoplasmatico. Sinapsi neuromuscolare, placca motrice, funzionamento di una sinapsi colinergica. Il meccanismo molecolare della contrazione muscolare (potenziale d’azione, tubuli T, recettori DHPR e rianodinici, ioni calcio e troponine/tropomiosina, il ciclo d’interazione teste di miosina, ATP, siti di legame sui filamenti di actina). Cellule satelliti. Eterogeneità strutturale, metabolica e funzionale delle fibre muscolari (fibre tipo I, tipo IIa, IIb e IIx). Cenni sui fattori di crescita delle fibre muscolari IGF-1 e miostatina, testosterone e steroidi anabolizzanti.
Tessuto muscolare liscio. Organizzazione generale del tessuto (lamine, piccoli muscoli, cellule mioepiteliali). Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali della cellula muscolare liscia (caveole, giunzioni gap, corpi densi, filamenti contrattili). Organizzazione dei filamenti contrattili (caldesmone, calponina, corpi densi, filamenti intermedi del citoscheletro). Caratteristiche e stimoli (nervosi, ormonali, meccanici, NO) della contrazione. Muscolatura unitari e multi unitaria. Sinapsi “en passant”. Meccanismo molecolare della contrazione (calmodulina, MLCK, fosforilazione delle catene leggere della miosina, caldesmone/calponina).
Tessuto muscolare cardiaco. Organizzazione generale del tessuto, rete di cardiomiociti e dischi intercalari. Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni) ed ultrastrutturali del cardiomiocita (dischi intercalari, filamenti contrattili, sarcomero, diadi, mitocondri). Caratteristiche della contrazione del cardiomiocita (canali del sodio ed insorgenza spontanea del potenziale d’azione, canali DHPR e rianodinici, lo ione calcio e il sarcomero). Cardiomiociti speciali del nodo seno-atriale e le cellule del Purkinje.
TESSUTO NERVOSO
Caratteristiche generali, origine embrionale, classificazione, distribuzione. SNC e SNP. Il sistema nervoso autonomo.
Organizzazione generale del tessuto (reti neuronali, sinapsi, glia, sostanza grigia e sostanza bianca). Rivestimenti connettivali (le meningi) e vascolarizzazione (la barriera emato-encefalica). Speciali metodi istologici per lo studio del tessuto nervoso dalla colorazione “nera” del Golgi a “Clarity”.
Caratteristiche citologiche (forma e dimensioni, zolle di Nissl, citoscheletro, Golgi) ed ultrastrutturali (neurotubuli e neurofilamenti, filamenti di actina, REG) del neurone. Classificazione morfologica e funzionale dei neuroni. Dendriti. L’assone e i suoi rivestimenti (la guaina mielinica e il concetto di fibra nervosa). Struttura, ultrastruttura ed organizzazione molecolare della guaina mielinica. Il flusso assoplasmatico. Capacità rigenerative dell’assone. Principi generali del funzionamento di un neurone (il potenziale di riposo, il potenziale d’azione e la propagazione dell’impulso nervoso). Le sinapsi elettriche e chimiche. Sinapsi chimiche interneuronali (sinaptogenesi, tipi e struttura, densità pre- e postsinaptica, neurotrasmettitori, neuropeptidi).
Struttura istologica dei nervi e dei gangli.
La glia (astrociti, oligodendrociti, ependima, microglia, cellule di Schwann, cellule satelliti). Cenni sulle cellule staminali neuronali.
EMBRIOLOGIA
SPERMATOGENESI, OOGENESI E FECONDAZIONE
La divisione meiotica. Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi. Aneuploidia. Struttura del testicolo: tonaca albuginea, lobuli, tubuli seminiferi, tubuli retti e rete testis. Localizzazione e funzione delle cellule di Sertoli, delle cellule di Leydig e delle cellule miodi. Vie genitali maschili e ghiandole annesse. L’epitelio seminifero. La spermatogenesi: la fase mitotica, la fase meiotica e la spermiogenesi. Struttura degli spermatozoi. Ciclo e onda dell’epitelio seminifero. Il privilegio immunitario del testicolo. Controllo ormonale della spermatogenesi. I tumori testicolari. Struttura dell’ovaio: zona corticale e zona midollare. La follicologenesi: il follicolo primordiale, primario, secondario, antrale, dominante, ovulatorio. La zona pellucida. Le cellule della teca. L’ovulazione. Il corpo luteo. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Controllo ormonale del ciclo ovarico e la selezione follicolare. Influenza reciproca tra cellule somatiche e l’ovocito: crescita e maturazione dell’ovocito e proliferazione e maturazione delle cellule follicolari. Lo sperma. La capacitazione e la reazione acrosomiale degli spermatozoi. La fecondazione. L’attivazione dell’ovocito: il calcio, la reazione corticale, il completamento della meiosi (MPF e fattore citostatico). La partenogenesi e l’imprinting. Metodi anticoncezionali. Tecniche di fecondazione assistita. Generalità dello sviluppo prenatale: periodo embrionale e periodo fetale e sensibilità ad agenti teratogeni. Diagnosi e terapia prenatale.
PRIMA SETTIMANA DI SVILUPPO
La segmentazione. La clonazione. Le cellule staminali embrionali (ES), le cellule staminali adulte e le pluripotenti indotte (iPSCs). La diagnosi genetica preimpianto. FIVET e ICSI. L’attivazione del genoma dell’embrione. Inattivazione del cromosoma X. Imprinting e mola idatiforme.
SECONDA SETTIMANA DI SVILUPPO
Impianto embrionale. Differenziamento del trofoblasto: citotrofoblasto, sincizio trofoblasto e sistema lacunare. HCG e test di gravidanza. Cavità amniotica e sacco vitellino. Formazione del mesoderma extraembrionale. Cavità corionica o celomatica extraembrionale. Reazione deciduale. Impianto ectopico.
TERZA SETTIMANA DI SVILUPPO
Gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali. Transizione epitelio-mesenchimale primaria. Membrana buccofaringea e cloacale. Diverticolo allantoideo. Sviluppo della notocorda, induzione della placca neurale (inibitori del BMP: cordina, noggina e follistatina) e la neurulazione. Tubo neurale e cresta neurale. Il mesoderma parassiale, intermedio e laterale. Il celoma intra-embrionale. Formazione delle isole angioblastiche extra- e intra-embrionali. Area cardiogenica e setto trasverso. Regressione della linea primitiva e il teratoma sacro-coccigeo. Determinazione degli assi corporei: AVE, nodo di Hensen, notocorda, linea primitiva e gradiente decrescente postero-anteriore, dorso-ventrale e sinistro-destro di fattori della famiglia del TGFbeta (nodal e BMP). Differenziamento delle creste neurali e importanza di BMP, WNT e FGF.
QUARTA SETTIMANA DI SVILUPPO
Ripiegamento laterale e cefalo-caudale e definizione cilindrica del corpo. Sviluppo dell’ectoderma, del mesoderma e dell’endoderma. I geni omeotici e lo schema corporeo lungo l’asse antero-posteriore. Meccanismi molecolari della somitogenesi (modello clock and wavefront).
ORGANOGENESI
L’ectoderma: epidermide e ghiandole annesse. Origine dei melanoblasti, delle cellule di Merkel e delle cellule di Langherans. Sviluppo dei placodi e neogenesi dei peli. Malformazioni: epidermide bollosa, feto arlecchino, displasia ectopica, albinismo.
Il neuroectoderma: sviluppo del tubo neurale. Eminenza o gemma caudale. Da tre a cinque vescicole encefaliche. Derivati delle pareti e delle cavità delle cinque vescicole. Sviluppo dell’ipofisi. Il midollo spinale e la formazione della coda equina. Derivati del neuro epitelio: neuroni e glia del sistema nervoso centrale. Cellule gliali radiali. Differenziamento delle cellule di microglia. Il sistema nervoso periferico e altri derivati delle cellule delle creste neurali. Importanza di BMP e SHH nello sviluppo differenziale dei neuroni nel midollo spinale. NGF e fattori neurotrofici. Malformazioni: rachischisi, spina bifida occulta, meningocele, meningomielocele.
Sviluppo della faccia e del collo. Sviluppo e derivati del processo frontale, archi, solchi, e tasche faringee. Stomodeo e membrana buccofaringea. Derivazione embrionale delle cartilagini, ossa, muscoli e nervi della faccia. Sviluppo del palato primitivo e definitivo, della lingua e della tiroide. Sviluppo dei denti: quattro stadi. Malformazioni: seno cervicale, labioschisi (labbro leporino), palatoschisi, labiopalatoschisi
L’endoderma e la formazione dell’intestino primitivo. Mesenteri e organi peritoneali, retro peritoneali e secondariamente retro peritoneali.
Intestino anteriore: vascolarizzazione e sviluppo. Intestino faringeo, esofago, stomaco, omento, duodeno superiore, fegato, cistifellea, pancreas. Milza. Sviluppo del sistema respiratorio. Formazione della cavità pericardica, pleurica, e peritoneale. Il diaframma. Malformazioni: fistola esofago tracheale, atresia dell’esofago, ernia diaframmatica, stenosi e atresia del duodeno, pancreas anulare.
L’intestino medio: intestino tenue, cieco, colon ascendente, e due terzi del colon trasverso. Rotazioni e vascolarizzazione. Malformazioni: diverticolo di Meckel, onfalocele, difetti di rotazione e volvoli.
L’intestino posteriore primitivo: la cloaca e la sua sepimentazione. Formazione dell’ultimo terzo del colon trasverso, colon discendente, colon sigmoide, retto, parte superiore del canale anale. Proctodeo. Vescica e uretra.
Sviluppo dell’apparato urogenitale. Formazione e regolazione ormonale e genetica (SRY, SOX9, FGF9) delle gonadi, delle vie genitali e dei genitali esterni maschili e femminili. Differenziamento delle PGCs . Riserva ovocitaria. Malformazioni: pseudoermafroditismo, ipospadia, criptorchidismo, utero bicorne, tumori di origine germinale.
Formazione delle sistema urinario. Sviluppo degli ureteri e dei reni: pronefro, mesonefro, metanefro. Il dotto mesonefrico e la gemma ureterica. Blastema metanefrico. Maturazione funzionale e ascesa dei reni. Derivazione endodermica della vescica e dell’uretra. Il trigono vescicale. Processi molecolari dello sviluppo del sistema collettore e dei nefroni (WNT1, GDNF, WNT4) . Malformazioni: agenesia renale, ureteri e reni soprannumerari.
Cenni dello sviluppo dell’apparato circolatorio. Isole angioblastiche. Cellule staminali emopoietiche del sacco vitellino e della regione aorta-gonado-mesonefrica. Sedi di emopoiesi prima e dopo la nascita. Lo sviluppo del cuore. Ripiegamenti e espansioni nella quarta settimana. Suddivisione dell’atrio primitivo. Formazione dei cuscinetti endocardici e vie di segnalazione coinvolte. Il cuore alla fine dell’ottava settimana. FGF , VEGF e ANG1 nella vasculogenesi. Cenni sullo sviluppo del sistema arterioso e venoso. Circolazione fetale e cambiamenti alla nascita.
Sviluppo dell’apparato locomotore. Sviluppo dei somiti: sclerotomo, dermatomo, miotomo. Derivazione dello scheletro assile, appendicolare e della testa e dei muscoli annessi. Formazione degli arti. La cresta ectodermica, la zona di proliferazione e la zona polarizzante e lo sviluppo dell’arto nei tre assi cartesiani. Malformazioni: polidattilia, focomelia.
Gli annessi embrionali: placenta, allantoide, sacco vitellino, cordone ombelicale. Sviluppo, struttura e funzione della placenta. Ormoni placentari. La circolazione placentare. Reazione deciduale: decidua basale, capsulare, parietale. Angiogenesi e modificazioni della parete vascolare. Tolleranza immunologica. Amnios e liquido amniotico. I gemelli dizigotici e monozigotici. Malformazioni: Polidramnios e oligoidramnios. Eritroblastosi fetale e il fattore Rh.
ISTOLOGIA PRATICA
Attraverso l'uso del microscopio ottico gli studenti dovranno identificare campioni istologici, descriverne l'organizzazione e correlare la struttura con la funzione, a livello cellulare e tissutale. I campioni istologici da studiare sono:
- Epitelio di rivestimento semplice: epitelio squamoso (mesotelio, endotelio), cuboidale (dotti ghiandolari) e colonnare (intestino)
- Epitelio di rivestimento stratificato: epitelio squamoso (esofago) e squamoso cheratinizzato (epidermide)
- Epitelio pseudostratificato (trachea)
- Epitelio di transizione (uretere)
- Epitelio ghiandolare: ghiandole intraepiteliali, unicellulari (cellule caliciformi); esempi di ghiandole esocrine (ghiandole salivari) ed endocrine (tiroide, paratiroidi); ghiandola eso / endocrina: pancreas
- Tessuto connettivo: tessuto connettivo lasso (trachea, intestino ed esofago); tessuto connettivo denso irregolare (pelle); tessuto connettivo denso regolare (tendini)
- Tessuti connettivi di supporto: cartilagine tracheale e osso compatto (per usura ed E&E)
- Striscio di sangue
- Tessuto linfo-epiteliale del timo
- Tessuti muscolari scheletrico, cardiaco e liscio
- Tessuto nervoso: sezione di midollo spinale
( testi)
- Pawlina W.: Histology a text and atlas, eighth edition. Wolters Kluwer/Lippincott Williams and Wilkins.
- Schoenwolf, Bleyl, Bauer and Francis-West: Larsen's Human Embryology, 5th edition.
- Moore, Persaud, Torchia. The Developing Human: Clinically Orientend Embryology. Elsevier.
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Attività formative di base
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Attività formative affini ed integrative
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