Introduzione 
L’istologia è lo studio dell’aspetto e della funzione delle cellule dei tessuti. Nei tessuti le cellule non 
sono sferiche, ma sono differenti strutturalmente, a seconda delle varie funzioni, anche 
nell’ambito di uno stesso tessuto (per esempio l’epidermide). 
Questa differenza è dovuta all’espressione differenziale del patrimonio genetico, sotto il controllo 
di segnali sia intrinseci che estrinseci. 
La morfologia microscopica è studiata attraverso appunto la microscopia ottica ed elettronica, 
mentre la funzione deriva dalla fusione delle competenze tipiche di biologia, biochimica e biologia 
molecolare. 

Studi volti a chiarire il meccanismo di generazione di cellule differenziate a partire da cellule staminali, dotate di capacità generativa ma non differenziate, hanno portato alla comprensione del fatto che la specializzazione cellulare si accompagna con la progressiva perdita della capacità proliferativa. La singola cellula del tessuto ricapitola le funzioni del tessuto stesso ed in parte le funzioni dell’organo a cui appartiene. 
La conoscenza delle cellule e dei tessuti è fondamentale anche per la progettazione di molecole farmacologiche in grado di interferire con un determinato processo patogenetico mediante l’interazione con altre molecole presenti nel tessuto bersaglio. L’istologia è una disciplina basilare nella tecnica diagnostica: si effettuano esami istologici da parte dell’anatomopatologo su prelievi di tessuto. Tali prelievi prendono il nome di agoaspirati per gli organi parenchimatosi e di endoscopie per gli organi in continuità con l’esterno (vie aeree e digerenti) 
Il cancro 
Caratteristiche generali 
Il cancro è una malattia che consiste essenzialmente in una generazione tissutale aberrante. Esso colpisce ogni anno negli Stati Uniti 1.330.000 persone e ne uccide 560.000 Il cancro della prostata è quello che conta il maggior numero di casi ma il minor numero di decessi in quanto è indolente, insorge nell’età avanzata e alla fine non è la causa vera e propria di morte. Le neoplasie del polmone, invece, hanno un tasso di mortalità altissimo. Si noti che quasi il 98% dei pazienti affetti da tumore polmonare è fumatore. Il rischio aumenta esponenzialmente in rapporto al numero di sigarette consumate al giorno, ma tale dato non tiene conto della lunghezza dell’esposizione. Tale rischio, però, è reversibile: dopo 10 anni di astensione totale dal fumo si riabbassa notevolmente il rischio. Si noti però che i problemi genetici causati dal fumo permangono all’interno dell’individuo. 
Si noti che la classificazione d’organo delle neoplasie non ha una base molto razionale, la classificazione corretta è la classificazione istologica, a seconda del tessuto colpito. 
­Si parla di carcinomi qualora il tessuto ad essere colpito nell’organo sia quello epiteliale. Essi si dividono in adenocarcinomi (tessuto epiteliale di tipo ghiandolare) e in carcinomi squamosi (tessuto epiteliale di rivestimento con funzioni protettive e componente ghiandolare minore). Sono più frequenti negli individui adulti. 
­Si parla di sarcomi qualora la neoplasia coinvolga un tessuto mesodermico. Tale famiglia comprende le ossa, i muscoli, i tessuti connettivi vari. Sono più frequenti negli individui giovani. 
­Si parla di tumori “liquidi” o leucemie quando essi si formano a partire dal midollo osseo 
emopoietico e da lì passano al sangue. Colpiscono in egual modo le età. L’aumento di incidenza dei tumori non è solamente dovuto ad un effettivo aumento dell’esposizione a possibili fattori cancerogeni, ma anche all’aumento della diagnosi tumorale e all’aumento della vita, in quanto gli anziani hanno maggiore probabilità ad aver accumulato tante e tali mutazioni da favorire l’insorgenza della patologia neoplastica. Alla tradizionale classificazione istologica si è aggiunta una classificazione a livello cellulare e molecolare. Per quanto riguarda il carcinoma della mammella, ad esempio, la differenziazione tra varie tipologie di neoplasie che esprimono o meno dei recettori mutati mediante analisi del trascrittoma con microarray permette di identificare quei pazienti che possono rispondere a farmaci mirati in quanto esprimono delle molecole target specifiche. 
Il cancro può essere definita come una malattia dei tessuti, delle cellule e dei geni. 
­Dei tessuti in quanto si ha un processo di differenziamento e generazione tissutale aberranti, con la denotazione di differenti stadi di progressione neoplastica. Quella che viene sovvertita è l’organizzazione del tessuto. Una neoplasia è definita maligna quando è invasiva e metastatizza. Si noti che il tessuto neoplastico, per quanto chiaramente aberrante, mantiene sempre alcune caratteristiche del tessuto normale, presentando delle omologie pur nella differenza. 
­Delle cellule in quanto si sviluppa sempre da una singola cellula, che assume caratteristiche staminali (possedute già in partenza o riacquisite). Tali cellule presentano caratteristiche che le differenziano dalle cellule sane, dette hallmarks. 
­Dei geni in quanto è causata dalla mutazione di alcuni di essi, divisi in oncogeni ed oncosoppressori. Tale mutazione sostiene un processo microevolutivo basato sull’insorgenza casuale di mutazioni e la selezione naturale di quelle che rendono il tessuto più prolifico. 
TESSUTI Il carcinoma del colon è stata la prima neoplasia ad avere il processo di progressione definito. Nel contesto di un epitelio normale, infatti, si verificano delle alterazioni che man mano aumentano di gravità: inizialmente si hanno delle lesioni, che quindi diventano un tumore benigno (adenoma) e quindi, se si aggiungono altre lesioni, esso può evolvere in un tumore maligno (adenocarcinoma). Il primo passo nella progressione neoplastica è la formazione di un focus di cripte aberranti (mutazione di APC). All’interno iniziano a formarsi dei “polipi” (KRAS e altri oncogeni), che si affacciano nel lume, dando luogo ad un adenoma benigno. Se essi non vengono asportati, l’adenoma può peggiorare fino a diventare un adenocarcinoma maligno (SMAD2/4, TP53). Il tumore è considerato benigno fintanto non invade altri tessuti, ovvero non supera la membrana basale. Il passaggio tra i diversi stadi richiede l’acquisizione della capacità di superare la membrana basale e di invadere altri tessuti e la possibilità di proliferare indefinitamente. Spesso il tumore prima aumenta di volume e quindi acquisisce la capacità di invadere gli altri tessuti. Non è sempre così. Nel carcinoma mammario anche piccole masse neoplastiche possono andare incontro ad invasività. La progressione dà ai medici un certo margine per poter diagnosticare i tumori al grado ancora di neoplasia benigna e di procedere all’asportazione degli stessi. Per questo sono fondamentali la prevenzione e la diagnosi precoce (screening). Il passaggio tra i diversi stadi è anche segnato da particolari eventi genetici, mutazioni particolari. Come già detto, la malignità coincide con la invasività e la metastatizzazione: le cellule neoplastiche devono essere in grado di superare la membrana basale, attraversare la parete dei vasi sanguiferi, resistere al flusso ematico, extravasare e proliferare nuovamente. Il riconoscimento del tumore primario dalla metastasi è reso possibile dal fatto che il primo è unico, unifocale, mentre le metastasi sono multiple. Essendo “ad ostacoli” il processo della metastatizzazione è piuttosto inefficiente: poche cellule riescono effettivamente ad attecchire, nonostante i tumori primari rilascino nel flusso ematico milioni di cellule. Nell’ambito di una massa tumorale, non tutte le cellule sono buone candidate ad instaurare una neoplasia secondaria, ma solamente quelle dotate di caratteristiche staminali. Non sono ancora stati individuati i “geni della metastasi”, probabilmente perché essa è una caratteristica propria delle cellule staminali. Dal momento che le mutazioni si accumulano in tutta la vita della neoplasia, si possono avere metastasi notevolmente differenti dal tumore primario. 
CELLULE Le neoplasie, ormai dovrebbe essere chiaro, derivano da un’unica cellula. Essa possiede delle caratteristiche distintive, definite hallmarks: 
­Autosufficienza dei segnali di proliferazione ­Insensibilità ai segnali ambientali che limitano la proliferazione ­Sottrazione ai segnali di apoptosi ­Capacità replicativa illimitata (immortalità replicativa) ­Capacità di sostenere l’angiogenesi (formazione di vasi sanguiferi), in quanto non è 
possibile la vita di tessuti dello spessore superiore al millimetro e non vascolarizzati 
­Capacità invasiva e metastatica Si noti che, per la maggior parte dei tumori, le caratteristiche non sono comuni a tutte le cellule: l’immortalità, ad esempio, caratterizza solamente le cellule staminali. Nel tessuto tumorale propriamente detto non sono presenti solamente cloni della cellula cancerosa originaria, ma sono presenti anche tipi cellulari “sani” che servono al sostentamento della massa neoplastica stessa, quali fibroblasti di sostegno, cellule del sistema immunitario, cellule endoteliali, … 
GENI Le mutazioni geniche sono alla base del processo microevolutivo che porta allo sviluppo della patologia neoplastica. Le mutazioni, dal momento che il sistema cellulare è fortemente ordinato, provocano più facilmente una perdita di funzione (loss of function), mentre le mutazioni che provocano l’acquisizione di una nuova funzione (gain of function) sono molto più rare. In entrambe queste macrocategorie sono presenti delle mutazioni in grado di migliorare la fitness della cellula e che fanno quindi in modo che sia avvantaggiata rispetto alle altre nel processo di selezione naturale. Per passare da una cellula sana ad una cellula neoplastica maligna sono richieste dalle 3 alle 5 mutazioni sequenziali in geni significativi (man mano le cellule con più mutazioni favorevoli prolifereranno maggiormente rispetto alle altre). Il numero progressivo di mutazioni fa crollare notevolmente l’incidenza della malattia tumorale. La mutazione dà vantaggio evolutivo alla cellula perché nell’ambiente si ha una situazione che tende ad avvantaggiare le cellule che proliferano molto. Le mutazioni possono essere provocate da numerose cause ambientali: fisiche (radiazioni UV, raggi X), chimiche (molecole policicliche che si appaiano alle basi, chelanti), virali (papillomavirus umano HPV) ed ereditarie (tumori familiari di solito con trasmissione autosomica recessiva, che danno una qualche predisposizione alla malattia). 
Le mutazioni attivanti vanno a colpire i cosiddetti protooncogeni e causano un eccesso di proteine 
stimolatrici della proliferazione, mentre le mutazioni inattivanti colpiscono i geni oncosoppressori, 
causando un difetto di proteine inibitrici della proliferazione. Il risultato della somma di tali 
mutazioni è la proliferazione incontrollata e quindi il cancro. 
Le lesioni genetiche possono essere di tutti i tipi conosciuti: puntiformi, delezioni, traslocazioni, 
amplificazioni. Esse hanno come effetto o il cambiamento della struttura proteica o il 
cambiamento del controllo dell’espressione genica. 
Le mutazioni iperattivanti gain of function hanno modalità di trasmissione dominante, è sufficiente 
una sola mutazione per cambiare il fenotipo cellulare. Le mutazioni inattivanti loss of function, 
invece, hanno solitamente (ma con importanti eccezioni) un pattern di trasmissione recessivo, 
richiedono una mutazione su ognuno dei due omologhi. Alcuni oncosoppressori, tuttavia, quali 
p53, necessitano di una sola mutazione inattivante (effetto dominante negativo). 
Un aspetto nuovo per quanto riguarda le mutazioni che modificano l’espressione genica sono i 
cosiddetti microRNA (miRNA). Essi sono piccoli RNA (22bp) che, in seguito ad un processo di 
editing, formano un complesso in grado di riconoscere sequenze specifiche degli mRNA poste al 
3’UTR, attivando ribonucleasi (RISC) e inibendo quindi la traduzione di tali prodotti genici. 
Si noti che un singolo miRNA può inibire più geni, venendo coinvolto nel processo di 
differenziamento cellulare. Esso può quindi avere funzione di oncogene o di oncosoppressore. 
L’espressione di differenti miRNA è utilizzata attualmente per la classificazione terapeutica dei 
tumori e si ritiene che in futuro essi possano essere dei target specifici per farmaci mirati. 

Gli oncogeni e gli oncosoppressori codificano i circuiti, le vie di segnalazione, di controllo della proliferazione e della morte cellulare. Gli oncogeni promuovono la proliferazione e inibiscono la apoptosi, gli oncosoppressori l’inverso. La conoscenza di tali vie di segnalazione permette di progettare una terapia maggiormente mirata: la chemioterapia classica è molto tossica in quanto inibisce genericamente la proliferazione cellulare. La nuova terapia è quella che coinvolge la regolazione specifica delle proteine mutate a seconda del tumore. Si ricordi che è più facile inibire i prodotti degli oncogeni che non riattivare gli oncosoppressori. In teoria, dato che il tumore richiede la presenza di molteplici mutazioni, la terapia dovrebbe essere in grado di colpire più mutazioni contemporaneamente. In realtà non è così, in quanto le cellule neoplastiche vanno incontro al processo cosiddetto di oncogene addiction (dipendenza oncogenica) per cui una particolare mutazione risulta vitale per la cellula: l’accumulo delle mutazioni, infatti, richiede tempo e nel frattempo la cellula predispone delle vie a feedback che la rendono dipendente da una delle prime mutazioni. Il gleevec (imatinib) è una piccola molecola inibitrice delle tirosina chinasi attivata nella leucemia mieloide cronica (Bcr-Abl). Essa è il prodotto di un oncogene mutato che porta alla fusione delle proteine Bcr e Abl, risultando in una proteina iperfunzionante e deregolata che fornisce alla cellula protezione dall’apoptosi e stimolo proliferativo. L’imatinib compete per l’ATP all’interno della chinasi, bloccando la trasduzione del segnale. 
Immortalità replicativa: cellule staminali e cancro 
La capacità di proliferazione illimitata è una prerogativa di una sottopopolazione specifica di cellule tumorali, simili alle cellule staminali. I tessuti normali posseggono una certa quota di cellule staminali atte a favorire la rigenerazione dei tessuti e, nel caso dei tessuti labili, il loro ricambio periodico (turnover). I tessuti tumorali hanno una piccola frazione di cellule staminali responsabili, oltre che della generazione e 
rigenerazione della massa neoplastica, anche della metastatizzazione. Tali cellule derivano 
dall’accumulo di varie mutazioni. 
Agli inizi del Novecento Giulio Bizzozero avanzò una classificazione generale dei tessuti basata sulla 
loro capacità di ricambio che è tutt’oggi, con i dovuti accorgimenti, ancora accettata: 

­Tessuti labili: caratterizzati da cellule con emivita molto breve, si rigenerano di continuo. Ne sono esempi l’epidermide e l’epitelio dell’apparato digerente. ­Tessuti stabili: caratterizzati da cellule con emivita lunga e un basso tasso di rigenerazione fisiologica, ma in grado di rigenerarsi in caso siano danneggiati. Ne è un esempio il fegato. 
­Tessuti perenni: caratterizzati da cellule con emivita molto lunga, che si perdono irreversibilmente in caso di danno, perché non sono in grado di rigenerarsi. L’esempio classico è quello del tessuto nervoso. 
Ora si sa che le cellule staminali sono presenti in tutti i tipi di tessuto, anche in quelli perenni come quello nervoso. Si noti inoltre che le cellule staminali sono delle cellule perenni (ma vanno incontro a mitosi). Esse, come già detto, sono deputate alla rigenerazione dei tessuti. Nell’epidermide, ad esempio, esse sono poste all’interno dello strato basale, andando a rifornire continuamente le cellule di questo strato, che permettono il rinnovamento completo di tutto il tessuto. Utilizzando una metafora, esse si comportano come un’ape regina. L’ape regina ha lo scopo di produrre tutte le api dell’alveare e, una volta prossima alla morte, genera una nuova ape regina. Le api operaie, invece, sono specializzate in vari compiti ma non hanno la capacità di riprodursi. Le cellule staminali sono indifferenziate dal punto di vista funzionale. Tale caratteristica si riflette anche nell’aspetto della cellula, che presenta un grosso nucleo e un citoplasma ridotto. Esse mantengono la capacità di proliferare per tutta la vita dell’individuo (sono dotate di immortalità replicativa). Le due cellule figlie prodotte dopo un ciclo di mitosi hanno destini totalmente diversi: solitamente una cellula rimane staminale, mentre l’altra va incontro a differenziamento. Per questo si dice che le cellule staminali sono dotate di capacità di autorinnovamento (self renewal). Nei tessuti labili le cellule staminali si fanno “aiutare” dalle cellule “operaie della riproduzione”: esse possono compiere solamente un numero limitato di cicli proliferativi e ad un certo esse andranno tutte incontro a differenziamento e morte, essendo prive della capacità di autorinnovamento. Queste cellule costituiscono il cosiddetto compartimento di amplificazione transiente. Questa mancanza di tratti caratteristici ha reso molto difficile l’isolamento fisico delle cellule staminali. Alla fine del XX secolo questo è stato reso possibile dalla tecnica del cell sorting (FACS Fluorescence activated cell sorter). Uno studio ancora in fase di vaglio da parte della comunità scientifica sembra aver dimostrato che le cellule staminali sono in grado di tramandarsi sempre lo stesso filamento di DNA da cellula staminale a cellula staminale. Questo fenomeno non è però ancora accettato completamente, in quanto si hanno ancora dei dubbi sulla sua effettiva esistenza. Ciò che è invece internazionalmente accettato è il fatto che la cellula staminale mostri molta cura nel tramandare un patrimonio genetico integro e privo di mutazioni: essa, infatti, prolifera con una certa lentezza: sono le cellule del compartimento di amplificazione transiente che permettono una rapidità notevole al turnover tissutale. Le cellule staminali sono restie ad accumulare mutazioni, anche perché posseggono meccanismi di protezione notevoli di riconoscimento e correzione dei danni al DNA. 
Nell’adenocarcinoma del colon si hanno delle cellule con caratteristiche staminali, ma si ha comunque un qualche tentativo di differenziamento cellulare che cerca di far assomigliare comunque il tessuto neoplastico ad un tessuto normale, sano. 
Anche i tumori, infatti, sono organizzati come i tessuti labili, generati da una ristretta popolazione di cellule staminali del cancro (CSC), dotate di immortalità replicativa ed autorinnovamento. Le cellule prodotte da esse hanno una capacità proliferativa simile a quella dei compartimenti di amplificazione transiente e vanno incontro ad invecchiamento e morte cellulare, proprio come nei tessuti normali. La scoperta di queste CSC è stata compiuta nei tessuti leucemici negli anni 1990 ed in seguito sono state identificate CSC per tutti i tessuti neoplastici. Il FACS ha permesso di separare le masse tumorali a livello di singola cellula: esso è in grado di dividere le cellule a seconda di caratteristiche specifiche marcate da anticorpi appositi. Una volta suddivise tali cellule, esse sono state inoculate all’interno di modelli murini. Solo una singola popolazione (o poche sottopopolazioni) era in grado di indurre tumorigenesi nell’animale. Inoltre, tali popolazioni erano solitamente quelle presenti in minore quantità all’interno della massa neoplastica. Studi successivi hanno permesso di notare che i tumori più aggressivi posseggono maggiori quantità di queste cellule staminali tumorigeniche. L’informazione chiave che dà questa scoperta è il fatto che le terapie antineoplastiche debbano riuscire ad eradicare le CSC. Questo è un problema, in quanto le cellule staminali del cancro risultano molto resistenti alle terapie tradizionali: i chemioterapici colpiscono le cellule che proliferano molto, caratteristica che, come abbiamo visto, non è propria delle cellule staminali, ma di quelle del compartimento di amplificazione transiente. Esse sono anche radioresistenti. Se si colpissero solo le CSC, il tumore regredirebbe dopo poco tempo. La resistenza multipla di tali cellule, però, crea gravi problemi alla terapia: essa, infatti, finisce per selezionare positivamente proprio le cellule più aggressive e resistenti. Inoltre, le CSC hanno anche una maggiore capacità di attivare il DNA damage checkpoint, inducendo la riparazione del DNA e sopravvivendo ai mutageni utilizzati in terapia. L’imatinib non estirpa le CSC, in quanto esse non esprimono palesemente Bcr-Abl. Come fa quindi la selezione ad agire sulla mutazione di tale oncogene se essa non è espressa? Evidentemente non può essere silente, ma deve espressa in modo transiente nelle fasi proliferative delle CSC. Lo studio per la ricerca delle cellule staminali del colon e il successivo studio per comprendere l’origine delle cellule staminali del cancro dell’organo stesso si sono svolte sull’intestino tenue del topo, che presenta corrispondenze con il colon umano per lo sviluppo del tumori. L’intestino non è liscio, ma presenta delle estroflessioni dette villi (le estroflessioni superiori sono dette pliche) e delle introflessioni dette cripte. I villi sono costituiti prevalentemente da cellule epiteliali intestinali (enterociti) e da cellule ghiandolari secernenti, dette mucipare caliciformi (goblet cells). Cellule molto rare sono le cellule enteroendocrine. I lati della cripta sono rivestiti da cellule del compartimento di amplificazione transiente, mentre il fondo è rivestito dalle cellule di Paneth. Le cellule staminali sono contenute pertanto nella cripta. Inizialmente si riteneva che esse fossero quelle poste subito sopra le cellule di Paneth, mentre ora si è scoperto che sono poste quasi schiacciate tra di esse. Quali sono però le cellule che più facilmente danno origine alle cellule staminali del cancro del colon? Ogni tipo cellulare potrebbe essere un buon candidato per alcuni aspetti e un pessimo candidato per altri: 
­Le cellule staminali sane sarebbero un buon candidato in quanto posseggono già molte delle caratteristiche di una CSC, ma esse non sono così suscettibili ad accumulare le mutazioni, inoltre sono poste in una posizione nascosta, poco esposta ai possibili cancerogeni introdotti con la dieta. 
­Le cellule del compartimento di amplificazione transiente sarebbero buone candidate per la loro maggiore suscettibilità a mutazioni, ma posseggono un’emivita troppo breve per essere in grado di accumulare mutazioni sufficienti allo sviluppo della patologia neoplastica. 
­Le cellule differenziate sembrerebbero essere le meno adatte, in quanto sono completamente differenziate ed hanno inattivato l’espressione di moltissimi geni proliferativi. 
Molti studi hanno indicato come siano proprio le cellule staminali del colon ad essere le progenitrici delle cellule staminali del cancro. In primo luogo è stata necessaria l’identificazione di tali cellule staminali, schiacciate tra le cellule di Paneth, dette cellule basali della cripta (CBC), e quindi la dimostrazione che esse fossero in grado di dare luogo ad una progenie differenziata. In vitro si è scoperto che il segnale di Wnt (vedi dopo) regola il gene Lgr-5, che codifica per un recettore di superficie espresso nelle CBC. Esso è espresso in quanto possiede un promotore specifico, attivo in tali cellule. Dopo aver isolato tale promotore, lo si è sfruttato per far esprimere altri geni all’interno di tali cellule. È stato introdotto il gene CreERT2, che codifica per la recombinasi, attiva soltanto in presenza del farmaco tamoxifene, all’interno del genoma di un topo. Tale topo transgenico è stato fatto accoppiare con il topo Rosa26, che esprime il gene LacZ per la ß-galattosidasi in tutte le cellule ma è inattivo in quanto è separato dal proprio promotore da una sequenza di stop. Si ottiene quindi una progenie che esprime la recombinasi nelle CBC e possiede Lac-Z. In seguito all’attivazione con tamoxifene della recombinasi, si ha un’espressione specifica della ß­galattosidasi all’interno delle CBC. In questo modo si possono identificare istologicamente tali tessuti in quanto, su substrato particolare, le cellule che esprimono LacZ si colorano di blu. Se invece si lascia trascorrere un po’ di tempo, si nota che tutte le altre cellule del villo sono colorate di blu, a riprova che le CBC, che esprimono LacZ ormai costitutivamente, sono proprio le cellule staminali. La dimostrazione che esse sono anche l’origine del cancro del colon è stata ottenuta inibendo selettivamente il gene oncosoppressore APC solo nelle cellule basali della cripta e osservando come esso inducesse l’insorgenza ed una progressione del tumore intestinale simile a quella umana. Inibendo lo stesso gene all’interno delle cellule proliferanti, invece, si formano dei microadenomi in grado di regredire spontaneamente. 
LA VIA DI Wnt E LA FORMAZIONE DI CELLULE STAMINALI DEL CANCRO Il fatto che la semplice lesione di APC sia in grado di generare cellule tumorali con caratteristiche staminali è da ricercarsi nel fatto che esso è un componente fondamentale della via di segnalazione di proliferazione cellulare di Wnt (Wnt signalling). Le cellule sane esprimono la ß-catenina. L’APC, con il suo complesso (Axina/CKI/GSK3ß) attiva l’ubiquitinazione e la proteolisi della ß-catenina mediante fosforilazione della stessa da parte di GSK3ß. Quando Wnt lega i suoi recettori di membrana Frizzled e LRP, la proteolisi della catenina viene inibita (da parte di Dishevelled). Essa migra nel nucleo e agisce da fattore trascrizionale per geni specifici, andando a spiazzare il repressore Groucho e unendosi a TCF. Se APC è mutato, il complesso di degradazione della catenina è sempre inattivo e quindi essa non viene più degradata, accumulandosi in modo costitutivo all’interno del nucleo. La cellula si comporta quindi come se fosse una cellula staminale sempre e comunque, mantenendo il fenotipo anche quando invece dovrebbero differenziarsi perdendo tale proprietà. Sul fondo della cripta le cellule stromali secernono Wnt, che viene recepito dalle CBC. Nel normale ciclo di vita dell’epitelio, le cellule figlie proliferano, distanziandosi sempre più dalla sorgente di Wnt e perdendo quindi l’attività trascrizionale della ß-catenina. Se invece il meccanismo trasduzionale è mutato, anche le cellule lontane dalla fonte di Wnt si comportano come se fossero in sua presenza. Pertanto la catenina rimarrà attiva e si avrà un mantenimento della staminalità. Per l’insorgenza della malattia saranno necessarie altre mutazioni, ma questa è fondamentale per dare l’avvio alla progressione. 
Autarchia del controllo proliferativo: ciclo cellulare e cancro 
Gli oncogeni sono quei geni che codificano i circuiti stimolatori della proliferazione cellulare. Gli oncogeni non mutati sono detti protooncogeni, mentre quelli mutati sono detti oncogeni attivati. La proliferazione è un’attività posta sotto uno stretto controllo, coordinato da vari fattori esterni alla cellula. Tale meccanismo è codificato all’interno del nostro genoma: perché una cellula proliferi è necessario che esprima determinati geni. Tuttavia è necessaria anche la presenza di molecole extracellulari, i cosiddetti fattori di crescita (growth factors), che si legano a determinati recettori. 
FATTORI DI CRESCITA 
I fattori di crescita (GF) sono piccole proteine sintetizzate dalle cellule del nostro organismo. Non 
esistono dei tessuti specifici preposti a tale attività secretoria. 
Essi possono raggiungere la cellula target attraverso tre vie: 

­Possono essere rilasciati nel sangue (via endocrina) ­Possono essere rilasciati da cellule in prossimità del bersaglio (via paracrina), evento che si verifica spesso tra le cellule del tessuto connettivo e le cellule epiteliali 
­Possono agire sulla stessa cellula che li secerne (via autocrina). Un tempo si pensava che questo quadro fosse esclusivamente patologico, che slegasse la cellula dal controllo esterno. Tuttavia si è scoperto che in alcuni tessuti la autocrinia è una condizione fisiologica che parte anche da una stimolazione di tipo paracrino. 
Mutazioni o alterazioni strutturali sono molto rare per quello che riguarda i GF. È molto più 
frequente la deregolazione della loro produzione, che comporta una loro secrezione costitutiva. 
Ricordiamo i principali fattori di crescita: EGF (epidermal growth factor) media tra l’altro 
l’autorinnovamento delle cellule staminali; PDFG (platelet derived growth factor) uno dei primi ad 
essere identificato, chiamato così perché isolato in questi frammenti, stimola la proliferazione e la 
chemiotassi; SCF (stem cells growth factor), è attivo nel sistema ematopoietico e nei progenitori di 
melanociti e gameti; CSF-1 (colony stimulating factor) stimola le colonie monocitico macrofagiche; 
VEGF (vascular endothelial growth factor) e Angiopoietina, stimolano la vasculogenesi e 
l’angiogenesi; HGF (hepatocyte growth factor) stimola la migrazione e la proliferazione di cellule 
epiteliali, endoteliali, mesenchimali, protegge dall’apoptosi e media la transizione epitelio-
mesenchimale; NGF (nerve growth factor) stimola la sopravvivenza neuronale. 

I recettori dei fattori di crescita sono proteine transmembrana monopasso, in cui il dominio 
extracellulare possiede un sito di legame ad elevata affinità, poiché i GF sono presenti in 
concentrazioni minime. I recettori propriamente detti possiedono attività tirosina chinasica (TK) e 
sono quindi in grado di trasferire un fosfato sulla catena laterale di un residuo di tirosina a partire 
da ATP. 
Nella superfamiglia dei recettori TK esiste una somiglianza notevole nel dominio intracellulare, 
mentre a livello extracellulare le strutture sono molto diverse. 
Esistono delle famiglie con un capostipite e altri sottotipi abbastanza simili tra loro. 
Di alcuni recettori conosciuti si ignora ancora quale sia il loro ligando e sono indicati con tre lettere, 
con la nomenclatura tipica degli oncogeni. 

Esistono inoltre numerosi nomi stratificatisi negli anni per gli stessi recettori e tutti attualmente utilizzati: ad esempio ERBB2, un membro della famiglia di EGFR è sinonimo di Her2. Conoscere quale tipo di recettore sia mutato in una patologia neoplastica è importante per la scelta terapeutica e la prognosi. Gli RTK sono attivati per dimerizzazione in seguito alla presenza di ligando. Molto spesso si ha anche eterodimerizzazione all’interno della stessa famiglia, con la conseguente formazione di molteplici combinazioni. La dimerizzazione permette l’attivazione del dominio tirosina chinasico e la transautofosforilazione su tirosine specifiche, che aumenta la stessa attività chinasica dell’enzima e fornisce siti di attracco per i trasduttori del segnale citoplasmatici. Come già detto, i domini tirosinchinasici sono altamente conservati in tutti gli RTK. Essi sono composti da due lobi, C ed N terminale, con quest’ultimo più vicino alla membrana, e da un recesso che ospita la tasca catalitica con un residuo di lisina indispensabile per il legame con lo ione magnesio Mg2+. Esistono inoltre una coda C terminale in conformazione random e un loop di attivazione, che scherma l’accesso al sito catalitico, contenente due residui di tirosina in prossimità di un residuo di aspartato. Quando il recettore dimerizza e si attiva, i primi substrati ad accedere al sito catalitico sono proprio i due residui di tirosina. Il fosfato introduce una carica negativa su di essi, che fa sì che vengano respinti dall’aspartato. Il loop si sposta, rendendo più facile l’accesso di altre tirosine al sito catalitico. Molto spesso la prima sequenza ad essere fosforilata dopo il loop di attivazione è la coda C terminale, che contiene molti residui tirosinici. Essi, una volta fosforilati, servono da siti di attacco per i domini SH2 (che riconoscono le fosfotirosine) dei trasduttori del segnale. Nel cancro i RTK possono essere mutati in tre modi: 
­Mutazioni puntiformi che, causando singole sostituzioni amminoacidiche, possono attivare costitutivamente la chinasi. Esempi: EGFR, KIT, MET, RET (nella sindrome da neoplasie endocrine multiple). Sostituzione di una tirosina del loop di attivazione con un residuo di aspartato che, essendo sempre carico negativamente, mantiene il loop costantemente aperto. 
­Iperespressione, che favorisce la dimerizzazione spontanea, anche in assenza di ligandi. Esempi: EGFR, PDGFR, FGFR, MET, RON, ERBB2 (nel carcinoma mammario) 
­Traslocazione, che può risultare in un prodotto di fusione la cui attività chinasica è costitutivamente attivata. Esempi: Tel-PDGFR (nelle leucemie), PTC-RET, TPR-MET con perdita del dominio extracellulare, sostituito da un’altra proteina che può mediare la dimerizzazione (ad esempio proteine idrofobiche). È un’eventualità abbastanza rara nei carcinomi ma frequente nelle leucemie. 
I farmaci inibenti l’eccessiva attività di un RTK si dividono in due grandi famiglie che iniziano ad essere utilizzate terapeuticamente: 
­Anticorpi monoclinali artificiali e specifici contro la proteina di interesse: legano solamente i domini extracellulari, impedendone la dimerizzazione, oppure inducendone l’internalizzazione mediante endocitosi. Il loro nome termina solitamente in –mab (bevacizumab). Essi hanno lo svantaggio di dover essere iniettati nella circolazione sanguigna ma posseggono una enorme selettività. 
­Piccole molecole inibenti le chinasi (small molecule kinase inhibitors), inibiscono la funzione enzimatica legandosi nel sito attivo. Essi mimano l’ATP ma legano con maggiore affinità l’enzima. Ne esistono di competitivi e di irreversibili. Il loro nome termina solitamente in – inib (imatinib gefitinib erlotinib). Potendo passare la membrana plasmatica (sono policiclici) 
possono essere somministrati sotto forma di pastiglia, ma mostrano un certo livello di 
aspecificità perché sono molto simili nei vari recettori. Ricordiamo il bevacizumab contro il VEGF, che però causa ipossia cellulare e induce metastatizzazione; l’erlotinib e il gefitinib contro l’EGFR, curativi in quanto le CSC esprimono tale recettore, ma solamente per le tipologie di neoplasia che mostrano un recettore per EGF mutato. 
Come già detto, le fosfotirosine degli RTK fungono da ancore di legame per proteine piattaforma con dominio SH2 per la trasduzione del segnale. Esse, associandosi ai recettori, incontrano a livello della membrana plasmatica altre proteine con cui interagire. Si noti quindi che non è sempre necessaria una fosforilazione dei trasduttori per avere una cascata segnalatoria. Si hanno inoltre eventi di feedback negativo, sia di tipo funzionale che strutturale, che regolano l’attività di trasduzione del segnale del recettore. L’inibizione funzionale opera tramite fosfotirosina fosfatasi 
o attraverso la serina-treonina chinasi PKC, che induce modificazioni conformazionali del dominio intracitoplasmatico del recettore, mentre quella strutturale opera mediante l’internalizzazione del recettore e la sua digestione da parte di proteasi. Il dominio SH2 è un frammento presente in moltissime proteine differenti, di associazione condizionale a tirosine fosforilate. Il suo sito attivo è caratterizzato dalla presenza di un residuo di arginina, carico positivamente, che forma quindi un ponte salino con le cariche negative del gruppo fosfato. Esso, però, mostra alcune differenze da proteina a proteina, potendo riconoscere l’amminoacido in posizione +2 rispetto alla fosfotirosina, avendo quindi maggiore o minore affinità per una determinata sequenza. Altri domini importanti per le proteine di trasduzione del segnale sono SH1, ovvero il sito tirosina chinasico; SH3, che riconosce residui di prolina; PH (pleckstrin homology domain), che si associa al fosfatidilinositolo. I trasduttori del segnale più importanti in grado di legare RTK sono: Src, il primo prototipo di protooncogene (SH significa infatti Src homology domain), inattivo quando fosforilato in quanto si ripiega; PLC-., fosfolipasi che è anche subunità di una proteina G trimerica; SH-PTP2, fosfotirosina fosfatasi che inibisce i recettori ma attiva Src; GAP, GTPase activating protein; STAT, signal transducer and activator of transcription, che migra direttamente fino al nucleo possedendo un dominio che lega il DNA; Grb-2 e p85, subunità della PI3K. 
LA VIA DI Ras Quando il recettore tirosina chinasico si fosforila, associa Grb2 che è un adattatore con un dominio SH2 e due domini SH3. Essi permettono l’associazione quasi costitutiva a Sos (son of sevenless). Esso possiede una sequenza di poli-proline e un dominio PH. Esso viene quindi reclutato vicino alla membrana plasmatica, dove incontra Ras, una proteina G monomerica associata alla membrana da un’ancora farnesilica. Sos attiva tale proteina G fungendo da GEF (GTP exchange factor), sostituendo al GDP una molecola di GTP. Come tutte le proteine G, Ras, legata a GTP, va incontro a una modificazione conformazionale che permette una trasduzione del segnale a valle e poi, idrolizzando il nucleotide, si inattiva, con un meccanismo automatico di feedback negativo. GAP (GTPase activating protein) è una molecola che stimola l’idrolisi, agendo quindi da oncosoppressore (una forma mutata è GAP-NF1: nei pazienti affetti da neurofibromatosi 1 la proteina è inattiva o deleta). Ras si associa ed attiva Raf, una serina-treonina chinasi, che fosforila Mek (una proteina che ha attività di fosforilazione sia su serine e treonine che su tirosine). Esso inizia la cascata delle MAPK (Mitogen activating proteins). 
Alla fine di tale cascata MAPK (Erk) fosforila dei fattori di trascrizione che, attivati, migrano nel nucleo, attivando la trascrizione di specifici geni secondo tre livelli scanditi nel tempo, per ottenere la progressione del ciclo cellulare. Si ha quindi l’attivazione trascrizionale di vari geni, il principale dei quali è Myc, un fattore trascrizionale protooncogene che determina la seconda ondata trascrizionale, che fa avvicinare alla proliferazione cellulare. Esso controlla più geni. Tre sono quelli che meritano maggiore approfondimento: 
­Ciclina D: attiva G1-Cdk (ciclina D + Cdk4) ­SCF: provoca la degradazione di p27, una proteina inibitrice delle cicline (PKI), attivando G1/S-Cdk (ciclina E + Cdk2) ­E2F: un altro fattore trascrizionale che attiva la terza ondata di espressione genica, che 
attiva i geni della mitosi e favorisce l’ingresso nella fase S Si noti che la ciclina D e SCF, attraverso la loro attivazione dei complessi ciclina-Cdk causano la fosforilazione di Rb, che provoca un aumento nell’attività di E2F. Vediamo ora più nel dettaglio l’attività di questi geni. I complessi ciclina-Cdk sono formati da un enzima, la chinasi-ciclina dipendente (Cdk) che fosforila proteine specifiche su residui di serina e treonina. Le cicline sono le proteine che attivano la chinasi ed hanno emivita molto breve, regolando strettamente la prosecuzione del ciclo cellulare nelle sue diverse fasi. Nel ciclo cellulare la fase G1 ha una durata molto varia, mentre le altre fasi hanno una durata maggiormente stabile. Una volta che avviene la duplicazione del DNA nella fase S, infatti, la cellula deve andare in mitosi per forza, mentre gli eventi della fase G1 sono ancora reversibili. La maggior parte delle cellule dei tessuti esce definitivamente dal ciclo entrando in una fase, detta GZ, perdendo tutte le capacità proliferative (si noti che, come già detto, probabilmente è una irreversibilità relativa). Le cellule staminali, invece, sono nella fase di G0, in attesa di compiere un nuovo ciclo cellulare, mentre altre si riproducono per un numero definito di volte e poi escono dal ciclo. Il complesso ciclina D/Cdk4-6 fosforila la proteina Rb. Essa ha una funzione di corepressore della trascrizione ma quando, presto in G1, viene fosforilata parzialmente, la repressione è parzialmente inibita, permettendo l’attività (non a pieno regime) di E2F, che permette l’espressione della ciclina 
E. Essa, complessata con Cdk2, completa la fosforilazione di Rb (tardi in G1) che, perdendo completamente affinità per i fattori trascrizionali, lascia spazio ad E2F, che è libero di trascrivere i geni direttamente responsabili della duplicazione del DNA (fase S). La cellula ha quindi superato il punto di restrizione del ciclo cellulare, ovvero la fosforilazione completa di Rb. Esistono comunque dei meccanismi a feedback negativo: i mitogeni stessi inducono l’espressione di inibitori dei complessi ciclina chinasi (CKI). Esistono anche dei segnali antimitogeni, che inducono l’espressione di altri CKI. Ras è oggetto di mutazioni attivanti in un alto numero di carcinomi, che rendono la cellula non solo autonoma nella sua staminalità, ma autonoma nel suo ciclo cellulare, potendo proliferare senza bisogno di segnali esterni. Essa non andrà quindi più in G0, si comporterà sempre come se fosse in presenza di fattori di crescita. Altri oncogeni che si trovano frequentemente mutati e possono conferire alla cellula questa libertà di duplicazione sono altre molecole essenziali nella cascata di trasduzione del segnale degli RTK, ad esempio Raf. Quali mutazioni può subire Ras? Mutazioni puntiformi del dominio GTPasico, che inibiscono la funzione di idrolisi del GTP in GDP e attivano quindi costitutivamente la via a valle (una loss of function che lo rende più abile ad attivare la trasduzione del segnale). 
Uno dei problemi più gravi per la terapia contro Ras mutato è il fatto che non è attaccabile con anticorpi, in quanto posto nel versante intracellulare della membrana. Inoltre, è difficile intervenire restituendo ad una proteina un’attività perduta. Una strada che è stata seguita è l’inibizione della farnesilazione. Essa teoricamente dovrebbe essere efficace, ma provoca gravi effetti collaterali, in quanto inibisce la farnesilazione anche di molte altre molecole utili per la cellula. Si è anche tentato di interferire a valle, ad esempio sulla via delle MAPK, ma si sono riscontrati dei problemi di selettività per i farmaci, in quanto le serina-treonina chinasi sono molto diffuse. Sempre nell’ambito di questa via un gene frequentemente mutato è Myc, in modo da essere iperespresso. In un particolare tipo di linfoma si ha una traslocazione 14.7 di Myc, che lo pone sotto il controllo del promotore delle immunoglobuline, estremamente attivo all’interno del sistema linfatico. 
Altre mutazioni neoplastiche dirette del ciclo cellulare sono l’inattivazione di Rb (oncosoppressore), che può essere ereditaria e somatica (retinoblastoma), sporadica (carcinomi multipli) o proteica per stimolazione della proteolisi da parte di HPV (carcinoma della cervice uterina); l’iperespressione della ciclina D (carcinoma della mammella) e l’inattivazione dei CKI. 
SEGNALI ANTIPROLIFERATIVI Esistono dei segnali antiproliferativi che spingono la cellula al di fuori del ciclo di riproduzione, ponendola il G0 o, più frequentemente, in GZ. Essi hanno come risultato l’inibizione di Myc e l’induzione di CKI. I segnali antimitotici appartengono alla famiglia del TGF-ß (transforming growth factor ß), di BMP (bone morphogenetic protein) e della activina. Essi agiscono su recettori di membrana con attività serina-treonina chinasica. I recettori, dimerizzando, si fosforilano (R2 fosforila R1). Essi agiscono su vari substrati della famiglia SMAD (small mother against decapentaplegic). Esse, fosforilate, si complessano e migrano nel nucleo, fungendo da fattori trascrizionali delle CKI. Si noti che non esistono inibitori per le Cdk che agiscono più avanti nel ciclo cellulare. Le mutazioni di tale pathway all’interno dei tumori si trovano per la maggior parte a carico delle SMAD2 e 4, inattivanti (sono infatti oncosoppressori), che conferiscono alla cellula nel complesso una notevole autarchia proliferativa. 
Resistenza all’apoptosi: morte cellulare programmata e cancro 
La regolazione del corpo umano si basa sull’autoeliminazione delle cellule alterate o malfunzionanti per l’interesse vitale dell’organismo. La proteina p53 è il controllore di questo ordine cellulare, svolgendo un vero e proprio compito di “guardiano del genoma”. Sia un danno al DNA sia una eccessiva proliferazione, infatti, stimolano l’attivazione di p53. Un eccesso di Myc porta all’espressione di altri geni, normalmente non regolati da tale fattore di trascrizione, sul locus Ink4a. Uno di questi è p19ARF, il cui prodotto sequestra Mdm2, un inibitore di p53. Essa, infatti, è una proteina prodotta costitutivamente dalla cellula, ma eliminata continuamente. Questo meccanismo di turnover è essenziale per una risposta rapida, in quanto l’inibizione della degradazione di una proteina è molto più rapida dell’induzione del suo gene. Il sequestro di Mdm2, quindi, attiva p53. Si noti che, mediante splicing alternativo, il locus Ink4a produce due proteine con funzione inibitoria nei confronti del ciclo e attivatoria nei confronti di p53, p19ARF e p16CKI. Mutazioni di Ink4a forniscono quindi sia la capacità di evadere dall’apoptosi, sia di avere una duplicazione non regolata. I danni al DNA attivano p53 con un meccanismo differente: i complessi multiproteici che riconoscono i danni al DNA e favoriscono l’attivazione del sistema di riparazione del DNA 
contengono anche la serina-treonina chinasi ATM, che attiva le checkpoint kinases. Alla fine della 
cascata fosforilativa si ha p53 che, fosforilato, si stacca da Mdm2 ed è anche molto stabile. 
p53 è un fattore trascrizionale che promuove diverse ondate geniche. 
Uno dei primi geni che viene espresso è p21, un inibitore polivalente dei complessi ciclina-Cdk. 
Esso li inibisce praticamente tutti, sia quelli attivati dalla ciclina D, sia quelli attivati dalla ciclina E. 
Si ha quindi un arresto della progressione cellulare, fornendo tempo alla cellula per cercare di 
riparare tali danni al DNA. 
Se la riparazione del danno ha successo, il ciclo può riprendere e la p53 viene disattivata. Se invece 
i danni non vengono riparati, bisogna indurre l’apoptosi, ossia la morte programmata della cellula. 
p53 si accumula all’interno della cellula e, quando presente ad elevate concentrazioni, attiva la 
trascrizione di altri geni. Il principale di essi è il gene BAX, direttamente coinvolto nell’apoptosi. 
Si noti che la cellula non proliferante può tollerare un certo danno al DNA, in primo luogo perché 
esso non viene trasmesso, in secondo luogo perché è comunque presente l’allele omologo. Se si è 
in una cellula in replicazione, invece, si avrà la trasmissione della mutazione in uno dei due 
filamenti, con fissazione della stessa (la cellula non sarà più in grado di riconoscerla come una 
mutazione). 

DANNI AL DNA E RIPARAZIONE Sono tre i tipi principali di danni incontro a cui può andare il DNA: ­Danno ossidativo da parte di ROS (specie reattive dell’ossigeno). Essi si formano sia col 
metabolismo, sia con l’esposizione a radiazioni ionizzanti. Attacca i doppi legami delle basi  
azotate e altri specifici residui metilici.  
­ Attacco idrolitico.  Può staccare la base dallo zucchero, deaminarla, rompere il legame  
fosfodiesterico  
­ Metilazione. Causa una distorsione nella struttura delle basi.  

Tre sono anche i meccanismi principali di riparazione di tali danni: 
­Base excision repair (BER): ripara quei piccoli danni che riguardano una singola base. È caratterizzata da una cascata di eventi: escissione della base (ma non del backbone) da parte di una glicosilasi, eliminazione del backbone senza base da parte di una endonucleasi e fosfodiesterasi, aggiunta del nucleotide corretto da parte della DNA polimerasi e ligazione. 
­Nucleotide excision repair (NER): ripara quelle mutazioni dovute ai raggi UV che formano dimeri di pirimidine. Una nucleasi scinde almeno 10 basi dal filamento con la mutazione, una elicasi libera il filamento stampo che viene utilizzato dalla DNA polimerasi per risintetizzare il filamento corretto. La DNA ligasi chiude il nick. 
­Ricombinazione omologa: ripara quei danni ancora più gravi che vanno sotto il nome di double strand breaks (DSB), ovvero le rotture del doppio filamento. La cellula in tali casi si trova in grosse difficoltà. Spesso la riparazione viene effettuata in modo approssimativo (non homologous end joining): si rinuncia a riformare la zona danneggiata. Vengono digerite le estremità che protrudono (si ha una perdita di informazioni quindi) e la ligazione delle estremità piatte. Spesso tale metodo non causa danni nell’informazione codificante (è una piccola percentuale sul totale del DNA). La ricombinazione omologa è un processo di riparazione più preciso ma molto più laborioso. Viene utilizzato come template il filamento del cromosoma omologo per rigenerare il frammento perduto. Talvolta, però, questo procedimento non può essere portato avanti con successo. 
Se la cellula non riesce a riparare il danno, essa è esposta all’accumulo di mutazioni ed ha quindi una predisposizione all’insorgenza di tumore. I geni che codificano per le proteine coinvolte nel riconoscimento e nella riparazione dei danni al DNA sono detti geni caretaker. Mutazioni ereditarie di tali geni portano ad una predisposizione a sindromi neoplastiche. Mutazioni nel sistema di riparazione del mismatch (MSH2, 3, 6 MLH1 e PMS2) portano ad una maggiore suscettibilità al cancro del colon. Mutazioni nel NER porta allo xeroterma pigmentoso, con suscettibilità ai raggi UV e predisposizione per i cancri della pelle. Mutazioni di ATM causano il quadro definito come atassia telangectasia, con sensibilità ai raggi . e insorgenza di leucemie e linfomi. Mutazioni nei geni coinvolti nella ricombinazione omologa (BRCA2) portano ad un’insorgenza familiare di carcinomi alla mammella e all’ovaio. 
p53 (oncosoppressore) è mutata molto frequentemente nei tumori, non solo colorettali, con mutazioni inattivanti. Ci si aspetterebbe che tali mutazioni siano recessive, ma così non è: è sufficiente un solo allele mutato perché tutta la funzione della cellula venga compromessa. Esiste una mutazione puntiforme, di solito a carico del dominio che lega il DNA, che presenta un effetto dominante negativo: dal momento che p53 è una proteina tetramerica, basta un solo monomero mutato perché la proteina perda la propria funzione. p53 può anche essere vittima di un altro evento che lo inattiva: il virus del papilloma umano (HPV). Esso codifica per delle proteine, E6 ed E7, che sequestrano rispettivamente p53 e Rb. Il risultato è quindi una spinta proliferativa ed un’inibizione dell’apoptosi. Dal momento che la cellula non va quindi più in apoptosi, essa non risponde più al danno genetico e le mutazioni possono accumularsi esponenzialmente nella cellula (processo autocatalitico). 
LA TELOMERASI La telomerasi è un enzima che agisce, appunto, sui telomeri. Essi sono le estremità dei cromosomi, contenenti sequenze ripetute non libere ma complessate a proteine che le proteggono dai danni meccanici e dall’attacco di esonucleasi. Si ha inoltre la formazione di una struttura ripiegata, detta t-loop, che impedisce ulteriormente tale attacco (proteine fondamentali: TRF1 TRF2 POT1). La DNA polimerasi non è in grado di replicare i telomeri iniziali, per essi è indispensabile la telomerasi, una trascrittasi inversa che usa come template una molecola di RNA contenuta in essa a formare una ribonucleoproteina RNP. Le telomerasi sono presenti in pratica solo nelle cellule staminali, in modo tale che esse siano in grado di replicare il DNA sempre in maniera uguale di generazione in generazione, senza l’accorciamento deleterio dei telomeri. Nelle cellule normali, invece, il telomero si accorcia di ciclo cellulare in ciclo cellulare e, quando si raggiunge una struttura non telomerica, entra in azione p53 che porta la cellula in senescenza replicativa, non essendo più in grado di proliferare. La presenza della telomerasi, quindi, favorisce od ostacola l’insorgenza della patologia neoplastica? Essa potrebbe favorirla in quanto permette alle cellule di replicarsi infinite volte, con accumulo di numerose mutazioni. Ma delle cellule in senescenza replicativa in cui una mutazione fa riattivare il ciclo (perdita di p53), sono in grado di dare vita a cellule estremamente instabili. La questione si semplifica di molto se si considera il tumore come gerarchizzato: le CSC posseggono la telomerasi attiva, che consente loro un’indefinita proliferazione e l’accumulo di molte mutazioni genetiche. Le cellule non staminali che costituiscono la massa del tumore, invece, posseggono la telomerasi inattiva ed hanno perso p53, andando incontro ad un incredibile aumento di mutazione genetica. Si ricordi, però, che molte mutazioni non sono direttamente collegate alla neoplasia, ma sono “spettatori innocenti” (innocent bystanders). 
LA VIA INTRINSECA DELL’APOPTOSI Quando l’apoptosi è causata da una “decisione” interna della cellula, è la proteina BAX che scatena la cascata che porta alla morte cellulare. Essa, infatti, è in grado di inserirsi all’interno della membrana mitocondriale esterna e formare in essa dei pori, che permettono l’uscita nel citosol del citocromo c. Esso si unisce ad altre proteine, formando il complesso dell’apoptosoma: APAF1, procaspasi 9, citocromo c. La procaspasi si attiva in caspasi, una proteasi in grado di attivare la procaspasi 3. La caspasi 3, quindi, agisce sui substrati apoptotici, ovvero varie proteine cellulari. Il processo che porta all’apoptosi, come molti altri fisiologici, è una cascata di zimogeni, che permette a poche molecole iniziali di produrre una risposta consistente. Le caspasi agiscono sul processo a catena, ma nel frattempo clivano proteine citosoliche e della lamina nucleare. Le cellule che stanno andando incontro ad apoptosi sono facilmente distinguibili al microscopio, in quanto collassano su se stesse. In tale processo la membrana cellulare rimane integra, evitando la dispersione di contenuto cellulare potenzialmente dannoso per le cellule vicine (caspasi, contenuto lisosomiale…). La cellula si divide infine in piccoli corpuscoli apoptotici, contenenti DNA molto condensato, che sono eliminati per fagocitosi da parte delle cellule vicine. Quando si ha un’ampia apoptosi intervengono anche i macrofagi. 
LA VIA ESTRINSECA DELL’APOPTOSI La via estrinseca dell’apoptosi è quella che induce la morte cellulare mediante segnali esterni alla cellula. Essa non si trova frequentemente mutata nelle cellule tumorali. Essa prende luogo a partire dai linfociti natural killer (NK) che legano, mediante proteine di membrana specifiche dei recettori espressi sulle cellule che devono andare in apoptosi (Fas/CD95L) che, mediante degli adattatori (FADD) attivano e assemblano la procaspasi 8, a sua volta in grado di attivare la procaspasi 3. Le caspasi 8 agiscono anche su Bid, una proteina che favorisce l’attivazione della via intrinseca rinforzando la fuoriuscita del citocromo c. Se la cellula va in carenza di ATP si ha una morte più violenta, la nècrosi: la cellula, che non è più in grado di mantenere i propri gradienti ionici, tende a scoppiare per osmosi, spargendo il proprio contenuto nell’ambiente extracellulare. In genere l’apoptosi previene la necrosi. La via estrinseca è più espressa nelle cellule somatiche che nelle cellule cancerose. Il linfocita citotossico riconosce degli antigeni ed espone dei ligandi sulla superficie che, venendo riconosciuti da recettori di superficie, stimolano l’apoptosi. 
FATTORI DI CRESCITA COME SEGNALI ANTI-APOPTOTICI Alcuni fattori di crescita sono in grado di inibire l’apoptosi: l’RTK fosforilato è in grado di legare la proteina p85. In questo modo la PI3K viene portata a ridosso della membrana plasmatica e al suo substrato. Anche Ras interagisce con essa. La chinasi fosforila il fosfatidilinositolo difosfato (PIP2) in posizione 3 formando fosfatidilinositolo trifosfato (PIP3) sul versante interno della membrana plasmatica. Esso recluta PDK e Akt (il primo attiva il secondo), che sono serina-treonina chinasi. Akt fosforila una serie di substrati, tra cui Bad, un partner di BAX, inibendolo e inibendo quindi l’apoptosi. Mutazioni attivanti degli RTK oltre ad indurre la proliferazione inibiscono anche l’apoptosi. PTEN è una fosfatasi che converte PIP3 in PIP2, agendo quindi da oncosoppressore. Essa si trova inattivata in molti tipi tumorali, ma in maniera recessiva (mutazioni ereditarie di PTEN: Sindrome di Cawden con sviluppo di tumori multipli). 
I meccanismi di induzione dell’apoptosi, per esempio ATM, sono anche in grado di indurre la 
rigenerazione tissutale. Questa via è mediata da NFkB, un fattore trascrizionale che normalmente 

si trova nel plasma complessato ad altre proteine (p50 e IkB). NFkB si stabilizza secondo vari segnali, tra cui ad esempio ATM che attiva nel citosol la chinasi inibente IkB (IkkB). 
ONCOGENE ADDICTION Le cellule tumorali tendono a dipendere in particolare da una sola lesione genetica e, se tale lesione viene risanata, la cellula torna normale o va incontro ad apoptosi. Spesso tale lesione fondamentale è una lesione che conferisce resistenza all’apoptosi (ad esempio RTK costitutivamente attivati,…). L’inibizione del gene che provoca addiction causa la morte programmata della cellula, oppure la sua senescenza, arrestando la progressione del ciclo. 
I tessuti 
Lo zigote è la cellula capostipite di tutte le cellule dell’organismo. Esso si forma a partire dallo spermatozoo e dall’oocita. Ciascuno di essi fornisce allo zigote il 50% del suo patrimonio genetico, mentre il citoplasma è fornito quasi esclusivamente dal gamete materno (e quindi anche il genoma mitocondriale). Lo zigote, con la propria proliferazione, deve essere in grado di generare tutte le cellule di un organismo adulto. Questo è reso possibile da un processo di proliferazione e differenziamento che porta alla comparsa dei circa 200 tipi cellulari differenti presenti in un individuo umano. Questi tipi cellulari si organizzano quindi in tessuti e i tessuti si organizzano in organi. L’intestino contiene tutti e quattro i tipi tissutali principali 
­Tessuto epiteliale, che forma l’interfaccia tra il lume intestinale (l’ambiente esterno) e l’ambiente interno e secerne diverse molecole. ­Tessuto connettivo, che forma il sostegno degli altri tessuti, con abbondante matrice 
extracellulare ­Tessuto muscolare (liscio), che permette il movimento ­Tessuto nervoso, specializzato nella ricezione, integrazione ed emissione di segnali elettrici. 
Si ricordi sempre che tutte le cellule di un individuo, salvo casi eccezionali di riarrangiamento somatico (vedi sistema immunitario), contengono tutte lo stesso patrimonio genetico, ma si differenziano in quanto esprimono diversi geni e in diverse quantità. 
Il tessuto epiteliale Il tessuto epiteliale si suddivide in tessuto epiteliale di rivestimento, localizzato sulle superfici di passaggio dall’ambiente esterno a quello interno (compresi anche gli apparati digerente ed escretore) e a tappezzare le superfici delle cavità interne; e in tessuto epiteliale ghiandolare, organizzato a formare tutti quegli organi “ghiandolari”. Esso è di derivazione prevalentemente ectodermica. Dal mesoderma derivano i cosiddetti mesoteli delle sierose, dall’endoderma derivano i rivestimenti degli organi interni. 
Esso è composto sempre da cellule strettamente collegate le une alle altre, rendendo virtualmente assente la matrice extracellulare. È sempre presente una membrana basale a cui l’epitelio si ancora. Essa è fisiologicamente invalicabile da parte delle cellule in entrambi i sensi. La vascolarizzazione termina al di sotto di essa. Le cellule epiteliali sono delle cellule fortemente polarizzate, sia dal punto di vista morfologico che funzionale, e sono relativamente immobili. Esso ha funzioni di protezione, di favorire lo slittamento di superfici (sierose), di mediare il trasporto di materiale sulla sua superficie, lo scambio di molecole gassose e non (diffusione e trasporto di membrana) e la secrezione di prodotti specifici. 
Spesso i tessuti di rivestimento sono dei tessuti labili, in quanto sono sottoposti a stimoli 
meccanici che richiedono un continuo rinnovamento delle cellule. Tale ricambio è garantito 
dall’attività del compartimento di amplificazione transiente. 
Gli organi epiteliali hanno possibilità di rigenerazione da modeste (fegato) ad elevate (epidermide). 

Gli epiteli di rivestimento sono classificati morfologicamente a seconda di vari criteri. 
A seconda del numero di strati si suddividono in: monostratificati o semplici, pluristratificati o 
composti, pseudostatificati (in cui le cellule hanno forma particolare che pone i nuclei su più piani, 
facendolo sembrare pluristratificato) e di transizione (nei tratti urinari dei mammiferi) 
A seconda della forma delle cellule dello strato più superficiale si suddividono in: squamosi o piatti 

o pavimentosi, cubici e colonnari detti anche prismatici o cilindrici. 
Le cellule di un tessuto epiteliale possono quindi presentare delle specializzazioni di superficie 
quali microvilli, stereocilia, cilia e cheratinizzazione. 

EPITELIO SQUAMOSO SEMPLICE Tutte le cellule che lo compongono, piatte e con nucleo altrettanto appiattito, poggiano sulla membrana basale. Esso si trova nei vasi sanguiferi e linfatici come endotelio, nelle cavità interne come mesotelio e negli alveoli polmonari. Ha funzioni protettive minime ma per la forma delle sue cellule consente un rapido scambio delle sostanze, siano esse nutrienti o gas. 
EPITELIO CUBICO SEMPLICE Tutte le cellule, di forma pressoché quadrata e con nucleo più o meno sferoidale, poggiano sulla membrana basale (che può essere messa in risalto dalla colorazione di Azan-Mallory). Esso si trova nei tubuli renali, nella ghiandola tiroide e nei dotti ghiandolari. Ha funzioni di assorbimento, escrezione e secrezione. Lo scambio è reso particolarmente facile dal fatto che è monostratificato. 
EPITELIO COLONNARE SEMPLICE Le cellule, poggianti tutte sulla membrana basale e con forma allungata, presentano i nuclei posti tutti all’incirca sullo stesso piano. Si trova nella mucosa gastrica, come rivestimento dell’intestino e nei grandi dotti ghiandolari. Ha anch’esso funzioni di assorbimento e secrezione. 
EPITELIO COLONNARE SEMPLICE CILIATO Presenta come specializzazioni di membrana delle sottili estroflessioni capaci di contrarsi, dette cilia. Si trova nelle tube uterine ed ha la funzione di favorire il movimento dei gameti e dello zigote verso l’utero. 
EPITELIO COLONNARE PSEUDOSTRATIFICATO CILIATO È un epitelio che a prima vista può sembrare composto, in quanto i nuclei sono disposti su più piani differenti. In realtà tutte le cellule prendono contatto con la membrana basale. Inoltre, nessun epitelio pluristratificato possiede come specializzazione di superficie delle cilia. Esso si trova all’interno delle vie aeree: cavità nasali, trachea, bronchi. Ha funzioni di protezione e secrezione. Le cilia, battendo ritmicamente dal basso verso l’alto, favoriscono l’espulsione di batteri e particelle intrappolati nel muco. 
EPITELIO COLONNARE SEMPLICE CON MICROVILLI I microvilli sono specializzazioni di membrana prive di capacità contrattile e la cui funzione è quella di aumentare la superficie di scambio della cellula. Le cellule che più frequentemente mostrano 
tale specializzazione sono quelle colonnari, talvolta quelle cubiche. Mentre al microscopio le cilia si 
presentano come piuttosto lunghe e sfrangiate, i microvilli sono più densi e compatti. 
È presente nell’intestino tenue, con funzioni di protezione e assorbimento. Come già detto, i 
microvilli hanno la funzione di aumentare la superficie apicale cellulare. 

EPITELIO SQUAMOSO PLURISTRATIFICATO 
In esso si può distinguere la presenza di cheratinizzazione o meno. Nel primo caso esso è detto 
secco, nel secondo umido. Si noti che ad essere squamose sono le cellule dello strato più 
superficiale, la maggior parte delle volte squamose. 
L’epidermide è cheratinizzata, mentre tessuti di questo tipo non cheratinizzati sono la cornea e 
nelle superfici interne in prossimità dell’esterno (orofaringe, esofago, canale anale, vagina, 
uretra…). 
Le cellule più esterne perdono il nucleo. Non sono più cellule, ma sacche piene di cheratina 
(risultato di una estrema specializzazione). Tali squame cornee sono continuamente perdute a 
causa della frizione meccanica esercitata sulla pelle. 
Tale tipo di epitelio ha funzione protettiva ed impermeabilizzante. 

EPITELIO DI TRANSIZIONE (UROTELIO) 
Esso è tipico delle vie urinarie: vescica, ureteri, calici renali. La sua caratteristica è quella di 
presentare delle strutture che variano a seconda delle differenti condizioni di riempimento 
dell’organo. Le cellule, infatti, si dispongono apparentemente su molti strati e formano una 
struttura disordinata in condizioni di riposo. Tale tessuto può passare a conformazione distesa 
quando l’organo è rigonfio, sembrando piatto e pluristratificato. 
Una caratteristica peculiare del tessuto sono le cosiddette cellule a ombrello, che formano delle 
specie di “palloncini” sulla superficie del tessuto. In genere esse presentano un ispessimento che 
non è dovuto alla presenza di microvilli ma di un glicocalice con funzione protettiva per le cellule 
dai prodotti di escrezione e per evitarne il riassorbimento. 

ANCORAGGIO ALLA MEMBRANA BASALE 
La membrana basale è una struttura sottile, di circa 1µm, su cui appoggiano le cellule, sia quelle 
degli epiteli di rivestimento, sia quelle ghiandolari e quelle endoteliali. I capillari arrivano a lambire 
la membrana basale del tessuto irrorato con la propria membrana basale. Essa è una matrice 
extracellulare che possono sintetizzare i tessuti, ad alta composizione di proteoglicani, laminina e 
collagene. 
Le integrine sono le proteine di ancoraggio della membrana cellulare alla membrana basale, 
inoltre sono in grado di generare un segnale intracellulare che informa la cellula di essere ancorata 
al posto giusto. La mancanza di questo segnale causa l’apoptosi per anoichia. 

POLARITÀ MORFOFUNZIONALE 
Le cellule epiteliali, come abbiamo già ripetuto più volte, sono polarizzate sia morfologicamente 
che funzionalmente. Si distinguono un versante basolaterale e uno apicale. Le varie zone della 
cellula, quindi, sono anche caratterizzate da giunzioni cellulari differenti. 
Subito sotto la porzione apicale della cellula si trova la zonula occludens, caratterizzata dalle 
giunzioni occludenti o tight junctions, che forma una barriera impermeabile e che si oppone alla 
traslazione delle cellule. Poco più in profondità si ha la zonula adherens, caratterizzata dalle 
giunzioni aderenti e dai desmosomi. Più vicine alla matrice basale sono poste le giunzioni 
comunicanti o gap junctions, che permettono il passaggio di molecole più o meno specifiche tra le 

cellule vicine. La cellula prende quindi contatto con la matrice attraverso i contatti focali (actina) e gli emidesmosomi (filamenti intermedi). 
Le giunzioni occludenti sono costituite da proteine integrali di membrana multipasso, la claudina e l’occludina, che tendono a formare legami omofilici con le molecole espresse dalla cellula vicina. Lungo la superficie si vengono quindi a formare delle catenelle di dimeri proteici che sigillano una cellula con l’altra, impedendo il passaggio di molecole dal versante apicale al versante basolaterale e viceversa. 
Le giunzioni aderenti sono costituite anch’esse da proteine integrali di membrana, le caderine (cell adhesion molecules), che posseggono un dominio intracellulare ed uno extracellulare. Con quest’ultimo instaurano contatti omofilici, stabilizzati dalla presenza di ione calcio Ca2+ , con formazione di dimeri da parte di due caderine della stessa cellula, che prendono contatto con dimeri dell’altra cellula. Il dominio intracellulare delle caderine interagisce anche con un complesso proteico che le connette al citoscheletro di actina. Tale complesso è costituito dalle proteine p120 (o placoglobulina) e dalle catenine a/ß (e talvolta .). Tali giunzioni conferiscono alle cellule epiteliali, soprattutto come tessuto/foglietto cellulare, capacità di movimento, in particolar modo nei momenti morfogenetici e di rinnovamento del tessuto: si pensi all’invaginazione del tessuto durante la formazione dei tubuli epiteliali. Queste giunzioni con caderine sono soggette a regolazione da parte di segnali intercellulari: fungono da crocevia. La ß-catenina, infatti, è anche un fattore trascrizionale in grado di attivare TCF, con espressione dei geni della staminalità (ricordiamo che è parte del segnale di Wnt). Le giunzioni aderenti, quindi, contribuiscono a sequestrare la catenina e regolano quindi la staminalità con segnali a monte. I segnali che inducono la cellula a distaccarsi dalle altre, mediante RTK (Met…), influenzano la staminalità a due livelli: immediatamente, si ha la fosforilazione della caderina, inibendo e indebolendo i legami di dimerizzazione. Il segnale influenza anche il repressore trascrizionale Snail, che inibisce l’espressione del gene delle caderine. Tutto questo porta al disassemblaggio delle giunzioni aderenti e alla liberazione della ß-catenina, con induzione di staminalità. Quando, al contrario, in un epitelio si formano giunzioni aderenti, si ha un differenziamento stabilizzato, con sequestro della catenina. Segnali inibenti la sintesi di caderine ne provocano il disassemblaggio e inducono la motilità cellulare, se la cellula possiede caratteristiche che ne permettono il passaggio della membrana basale. Si ha quindi la cosiddetta transizione epitelio-mesenchimale (EMT) caratterizzata da una maggiore attività nucleare della ß-catenina. La EMT è fisiologica nello sviluppo embrionale e nella rigenerazione tissutale. Nel cancro è il primum movens della invasività e della metastatizzazione. 
Le integrine sono le proteine fondamentali dei contatti focali, in quanto si connettono al citoscheletro di actina. Esse agiscono in genere da eterodimeri (a+ß) che, dal versante citoplasmatico, prendono contatto con 2 o 3 proteine ponte (a-actinina/talina/filamina e vinculina) che legano l’actina. Dal versante extracellulare il vincolo è la matrice basale (costituita principalmente da fibronectina, caratterizzata dalla triade RGD che viene riconosciuta). Tanti tipi di subunità integriniche differenti possono riconoscere proteine differenti della membrana basale. I contatti focali prendono rapporti non solo con l’actina ma anche con trasduttori del segnale. Quando l’integrina instaura un legame con il substrato (come un rapporto ligando-recettore), avviene un fenomeno di trasduzione del segnale. Le vie più frequenti sono quella di Ras e della 
PI3K, che proteggono la cellula dall’apoptosi. Si noti, tuttavia, che non è sufficiente il segnale 
proveniente dalle integrine per indurre la proliferazione della cellula, in tal caso essa necessita 
anche del segnale di un fattore di crescita. Se viene a mancare il segnale della PI3K, però, si ha un 
grave indebolimento del segnale stesso e la cellula va in apoptosi. Quando le cellule sono 
localizzate in un posto sbagliato (non sono ancorate alla membrana basale giusta) vanno incontro 
a morte anoikis (dal greco “senza casa”). 
Le cellule tumorali spesso esprimono integrine in modo improprio, avendo più possibilità di 
invadere e di metastatizzare senza andare incontro a tale evento. 

I desmosomi e gli emidesmosomi sono giunzioni cellulari dotate di un’elevata resistenza meccanica, 
in quanto prendono contatto con i filamenti intermedi (cheratine). Presentano molte affinità con 
le tight junctions. 
Essi sono costituiti da proteine integrali di membrana, le desmogleine e le desmocolline (fan parte 
della famiglia delle caderine) che instaurano legami omofilici dipendenti da ioni calcio. Nel 
versante intracellulare si legano a una densa piattaforma costituita da placoglobine e 
desmoplachine, dove si lega anche la cheratina. 

Le giunzioni serrate o gap junctions sono dei canali formati dalla giustapposizione di due 
connessoni, ovvero emicanali presenti nella membrana, dal diametro di 1,5nm, costituiti da 6 
proteine di connessina, con formazione di un omo od un eteroesamero. 
In tali canali possono passare ioni, piccole molecole e amminoacidi. 

EPITELI DI RIVESTIMENTO 
Essi sono principalmente strutture di protezione da vari agenti che potrebbero essere dannosi per 
il nostro organismo: patogeni, traumi fisici, disidratazione… 
Per avere tali caratteristiche gli epiteli di rivestimento presentano aspetti particolari: il primo è la 
pluristratificazione e la cheratinizzazione. Le cellule di tali tessuti, inoltre, presentano una notevole 
quantità di giunzioni occludenti per l’impermeabilizzazione e di desmosomi per la resistenza 
meccanica. L’urotelio al posto della cheratinizzazione presenta delle placche di membrana, mentre 
molti altri epiteli sono protetti da secrezioni ghiandolari di varia natura (sebo, muco…) 

La cute: epitelio di protezione 
La cute è un tessuto amplissimo: la sua superficie è di alcuni metri quadri. Essa è a tutti gli effetti un organo vero e proprio, in quanto è composta da un insieme di tessuti diversi: l’epidermide e il derma. Il derma è la porzione più profonda, sottostante la membrana basale. Al microscopio ottico si può notare come i nuclei cellulari siano sparsi senza ordine all’interno di un grande insieme amorfo, formato dalle proteine della matrice extracellulare (glucosamminoglicani, proteoglicani e collagene). Subito al di sopra di esso è posta la membrana basale, su cui poggia l’epidermide. Essa è composta da più strati maggiormente differenziati man mano che si sale in superficie. 
A diretto contatto con la membrana vi sono più strati di cellule colonnari o, talvolta, cubiche, con nuclei ovali e voluminosi (strato basale). Tale strato presenta profonde fosse ed invaginazioni all’interno del tessuto connettivo, che hanno la funzione di aumentare la superficie di scambio. Ricordiamo, infatti, che l’epitelio non è vascolarizzato e quello dell’epidermide, pluristratificato, è molto spesso. Il nutrimento diffonde dai capillari presenti nel derma, che si inoltrano in tali anse, dette papille dermiche. Lo strato basale contiene le cellule staminali (poste in loci appositi, vedi dopo) e il compartimento di amplificazione transiente: l’epidermide è un tessuto labile con emivita di alcune settimane, in quanto i cheratinociti vanno incontro a desquamazione. 
Si raggiunge quindi uno strato in cui i nuclei si posizionano in maniera orizzontale e le cellule incominciano ad appiattirsi (strato spinoso). Esso ha il compito di conferire resistenza meccanica: le cellule presentano al microscopio ottico come delle spine, appunto, che protrudono dalla superficie. Esse non sono altro che grossi desmosomi ancorati ad una notevole quantità di filamenti intermedi cheratinici (citocheratine, a formare le tonofibrille). Le cellule, nel cosiddetto strato granuloso, vanno quindi incontro a cambiamenti notevoli: si perde la sintesi della cheratina in fasci e i desmosomi si indeboliscono. Si ha un potenziamento delle tight junctions e la formazione di cheratoialina. Inizia la produzione dei cosiddetti corpi lamellari, gocce lipidiche con composizioni particolari, che poi vengono incorporate nella membrana, rendendola quella tipica dello strato corneo. Esso si presenta come uno strato di sostanza amorfa che ricopre la superficie. Le cellule dello strato corneo posseggono una membrana molto resistente, caratterizzata dalla disposizione reticolare molto fitta delle fibrille di cheratina, connesse alle proteine del citoscheletro di membrana e ai cerammidi che la compongono. Si noti che la cheratina non viene secreta dalle cellule ma è contenuta all’interno di esse, che sono andate incontro ad una specializzazione estrema, con perdita del nucleo e degli orfanelli per trasformarsi essenzialmente in sacche di cheratina. 
L’epidermide contiene anche delle cellule che non sono propriamente epiteliali, i melanociti. Essi derivano dalla cresta neurale. Sono cellule che vivono in “simbiosi” con quelle epidermiche vere e proprie, situate nello strato basale ma con estesi prolungamenti citoplasmatici, che possono arrivare ovunque (si noti, per l’appunto, la somiglianza con le cellule nervose). I melanociti si trovano in proporzioni diverse in diversi posti del corpo: sono molto più presenti sul volto e sulla superficie estensoria (arti). Esse sono cellule con una forma tentacolare: corpo tondeggiante ma molte protrusioni che si insinuano tra le altre cellule. Esse esprimono l’enzima tirosina idrossilasi che è fondamentale per la sintesi del pigmento di protezione melanina e di neurotrasmettitori. Essa aggiunge un ossidrile – OH catalizzando la sintesi della DOPA (diidrossifenilalanina). I granuli di melanina derivano dall’apparato di Golgi e in parte migrano nelle protrusioni, in parte sono passati ad altre cellule. È importante notare che la melanina si dispone dal lato di incidenza solare attorno al nucleo, per proteggere l’informazione genica dalle mutazioni causate dai raggi UV. L’induzione della produzione della melanina è dovuta ad una regolazione della tirosina idrossilasi a livello trascrizionale. 
L’epitelio delle vie respiratorie: epitelio di trasporto sulla superficie Le cellule che costituiscono l’epitelio di rivestimento delle vie respiratorie sono cellule colonnari pseudostratificate e presentano sulla superficie delle cilia che servono a trasportare il secreto delle cellule mucipare caliciformi (goblet cells), inframezzate alle altre, che costituisce una specie di carta moschicida. In questo modo l’epitelio blocca l’ingresso delle particelle nelle vie respiratorie: è fondamentale che tali particelle non raggiungano gli alveoli, dove potrebbero accumularsi e creare problemi all’attività di scambio respiratorio. Tali particelle devono essere eliminate con una certa frequenza, altrimenti potrebbero stagnare per gravità: le cilia provvedono ad un movimento attivo, che respinge il muco verso l’orofaringe (il punto prossimale delle vie respiratorie) dove viene periodicamente inghiottito. 
Tale tipologia di epitelio è molto delicata, i danni a cui va incontro sono permanenti, in quanto tali cellule vengono sostituite da un epitelio pluristratificato squamoso, per il processo di differenziamento noto con il nome di metaplasia squamosa. Questo cambiamento di tipologia tissutale impedisce la corretta eliminazione del muco e delle particelle in esso intrappolate, con conseguente tendenza a sviluppare bronchiti croniche. Le cilia sono dotate di mobilità grazie al citoscheletro contenuto al loro interno, basato su microtubuli. Tale scheletro è costituito da una coppia di microtubuli centrali, collegati tra di essi e, mediante proteine apposite, a 9 coppie formate da un microtubulo completo a e da un microtubulo incompleto b, che si dispongono a raggiera attorno al centro. Queste nove coppie di microtubuli sono connesse tra di loro da proteine specializzate, le nessine e da due bracci di dineina. Essa è una proteina ATPasica che riesce a generare un movimento attivo verso l’estremità (-) del microtubulo. L’azione simultanea e il fatto che i microtubuli non possono scorrere liberamente gli uni sugli altri (a causa delle nessine) genera il movimento delle cilia, che risulta coordinato a livello epiteliale. Tale movimento è caratterizzato da un colpo di frusta rapido e da un ritorno elastico molto più lento. Nell’epitelio delle vie aeree le cilia sono orientate in modo tale da spostare il muco nella direzione corretta. 
Un altro epitelio ciliato è quello delle tube uterine o salpingi per lo spostamento dell’oocita e della morula. Lo spermatozoo è dotato di un flagello che, molto approssimativamente, è un'unica cilia molto lunga. La sindrome di Cartaghener è una malattia genetica ereditaria caratterizzata da un difetto nella struttura della dineina delle cilia (per questo è anche detta malattia delle cilia immobili). Presenta problemi respiratori e di sterilità oltre ad un quadro di situs viscerum inversus per cui i visceri risultano disposti in maniera inversa secondo la loro normale disposizione. È una malattia autosomica recessiva. 
Epitelio polmonare: diffusione di gas 
Le membrane cellulari, con la loro caratteristica di essere composte da un doppio strato fosfolipidico anfipatico, posseggono caratteristiche di permeabilità particolari. Mentre le molecole idrofobiche (gas e lipidi) e le piccole molecole polari non cariche (acqua e urea) possono attraversare abbastanza facilmente la membrana, le macromolecole polari e gli ioni non riescono ad attraversarla. La cellula ovvia a questo problema utilizzando delle apposite proteine: canali e trasportatori. Il trasporto può quindi essere passivo, se non richiede energia (secondo gradiente elettrochimico), o attivo, se consuma ATP (contro gradiente). Esistono proteine che trasportano più molecole nello stesso verso o in verso opposto: essi sono detti rispettivamente simporti ed antiporti. La diffusione dei gas attraverso le membrane è un evento che si verifica in tutti i tessuti, dal momento che è necessaria alla vita delle cellule. Il tessuto specializzato nello scambio di gas è l’epitelio che ricopre gli alveoli dei polmoni. Esso è costituito principalmente dalle cellule dette pneumociti di tipo I: sono cellule squamose, estremamente appiattite, ma che mantengono il nucleo. Esse sono disposte in strutture tutte in comunicazione con i bronchioli, con la funzione di provvedere ad una grandissima estensione di superficie per lo scambio respiratorio. L’enfisema polmonare è appunto derivante dalla distruzioni degli alveoli, con formazioni di grandi camere alveolari ma con superficie molto ridotta. Le altre cellule che costituiscono l’epitelio alveolare sono gli pneumociti di tipo II: cellule non piatte, inframmezzate a quelle di tipo I, che secernono il surfattante polmonare, un liquido che ha il ruolo di mantenere elastica la parete dell’alveolo formando un microfilm di liquido che, per tensione superficiale, impedisce il collasso della struttura sottilissima. Il tessuto alveolare poggia su una membrana basale che, per ridurre al minimo gli ostacoli per lo scambio di gas, è messa in comune con le cellule endoteliali dei vasi sanguiferi. L’ossigeno e l’anidride carbonica possono quindi diffondere con facilità dagli alveoli agli eritrociti del sangue e viceversa. 
Epitelio intestinale: assorbimento di molecole 
Il tessuto epiteliale intestinale, in particolare quello dell’intestino tenue, è specializzato per l’assorbimento delle molecole fondamentali per il nostro organismo, introdotte con la dieta e quindi digerite. L’intestino presenta dei grossi ripiegamenti, detti pliche che, assieme a ripiegamenti a livello tissutale, detti villi, e cellulare, detti microvilli, permettono un’estensione della superficie di scambio enormemente maggiore di quella che sarebbe possibile se l’intestino fosse semplicemente un tubo cavo. Nel villo sono presenti quattro tipi differenti di cellule, con funzioni differenti: gli enterociti, che hanno funzione di assorbimento; le cellule mucipare caliciformi, che hanno il compito di secernere muco per ridurre l’attrito sull’epitelio; le cellule enteroendocrine, che hanno la funzione di secernere particolari ormoni intestinali e le cellule di Paneth, che hanno funzione battericida. L’asse del villo è costituito da tessuto connettivo e al suo interno scorrono i vasi sanguigni per l’assorbimento. I microvilli sono specializzazioni di membrana tipiche degli enterociti. Essi sono molto diversi dalle cilia, in quanto non sono in grado di compiere movimento attivo: il loro citoscheletro è costituito da filamenti di actina collegati da proteine di connessione (villina, fimbrina…) ed hanno, come già abbiamo detto, la unica funzione di aumentare la superficie di scambio fra l’intestino e la porzione apicale della cellula enterale. Le molecole, oltre ad essere assorbite, devono anche essere fatte passare attraverso la membrana basale, per raggiungere la circolazione sanguigna. Dal lume intestinale alla cellula le molecole devono essere spinte contro gradiente (la cellula è molto più concentrata) e questo è reso possibile da un cotrasportatore del sodio Na+. Per ricreare il gradiente di sodio è presente una pompa Na+/K+ sul versante basolaterale. Il glucosio, quindi, è molto concentrato nella cellula e passa secondo gradiente, grazie ad un trasportatore passivo, verso il sangue. Tale meccanismo di trasporto è simile anche per gli amminoacidi. I lipidi, invece, sono idrofobici, sono molto più complessi da digerire. Essi sono assorbiti per diffusione attraverso la membrana e nella cellula viene quindi risintetizzato il trigliceride a partire da acidi grassi e glicerolo. Il problema è far sì che i lipidi possano essere trasportati nel sangue. Per far questo si formano le lipoproteine chilomicroni, che sono riversate nella linfa per esocitosi. 
Cellule ossintiche gastriche: secrezione di molecole 
Le ghiandole gastriche sono strutture complesse che comprendono anche le cellule ossintiche: esse sono responsabili dell’escrezione di acido cloridrico HCl indispensabile per l’attività della pepsina. Tali cellule contengono microvilli e presentano invaginazioni sul versante apicale. A livello basolaterale la cellula assorbe anidride carbonica che è trasformata dall’anidrasi carbonica (con l’aggiunta di acqua) in acido carbonico H2CO3. Esso si dissocia in H+ e HCO3-. Il bicarbonato acido è scambiato, sempre a livello basolaterale con il cloro Cl -. Lo ione cloro e il protone sono quindi riversati nel lume rispettivamente attraverso un canale apposito e una pompa H+/K+. Tale pompa è inibita da appositi farmaci (inibitori della pompa protonica IPP: omeprazolo…). L’anidrasi è regolata dall’istamina, che si lega alla cellula mediante l’apposito recettore H2. Esso è inibito da farmaci quali la cimetidina e la ranitidina. 
EPITELI GHIANDOLARI Gli epiteli ghiandolari sono specializzati nella secrezione di macromolecole. Essi costituiscono addirittura degli interi organi. Negli epiteli di rivestimento, come abbiamo già visto, si ritrovano le cosiddette cellule mucipare caliciformi, osservabili al microscopio ottico grazie ad apposite colorazioni oppure come “buchi” bianchi, dovuti alla natura del secreto ed al processo di colorazione e fissazione del preparato. I tessuti ghiandolari si suddividono in due famiglie: i tessuti endocrini e i tessuti esocrini. I primi rilasciano i loro secreti all’interno del torrente circolatorio, mentre i secondi lo riversano all’esterno, nel lume degli organi o sulla cute. Anche lo sviluppo embriologico dei due tipi di ghiandole è differente: a partire da un epitelio che fa da interfaccia si forma una gemma, che prolifera e si insinua all’interno del tessuto connettivo ma (solitamente) circondata dalla propria membrana basale. Nel caso delle ghiandole esocrine tale gemma va incontro a cavitazione ma mantiene una continuità con l’epitelio. Le cellule che compongono tale cavitazione vanno quindi incontro a differenziamento: il fondo della cavità andrà a costituire l’adenomero con funzione secretoria vera e propria e le altre formano il dotto escretore. Nel caso delle ghiandole endocrine, invece, scompare il dotto escretore e si intensifica il rapporto con i capillari. Tali ghiandole assumono quindi forme differenti che ne permettono una classificazione morfofunzionale. 
Classificazione delle ghiandole esocrine Per quanto riguarda la localizzazione esse si suddividono in: intraepiteliali, inframmezzate alle altre cellule all’interno di un tessuto (mucipare caliciformi); intraparietali, poste sulla superficie di un organo (gastriche) ed extraparietali, che formano organi a sé (parotide, pancreas). Per quanto riguarda la forma dell’adenomero si distinguono tubulari o tubulari glomerulari, alveolari o acinose, tubulo-alveolari o tubulo-acinose. Si noti che il termine ramificato dipende dalla forma dell’adenomero e non da quella del dotto. Per quanto riguarda la morfologia del dotto escretore si distinguono in semplici e composte. Un’altra classificazione si basa sulle modalità secretorie di tali ghiandole: si dice merocrina una ghiandola che secerne per esocitosi (le vescicole si fondono con la membrana cellulare), apocrina una ghiandola che secerne vescicole circondate da membrana plasmatica (ghiandola mammaria) e olocrina una ghiandola che secerne per disgregazione di tutta la cellula (ghiandola sebacea). L’ultima classificazione riguarda il tipo di secreto: si dice sieroso un secreto proteico, mucoso un secreto glicoproteico. Esistono anche ghiandole miste sieromucose. 
Ghiandola esocrina sieromucosa: ghiandola salivare 
All’osservazione microscopica si possono notare due aspetti: 
­la presenza di dotti (è una ghiandola esocrina, sempre collegata ad un epitelio), riconoscibili perché in ematossilina-eosina si presentano pallidi, di forma cilindrica. Alcuni dotti presentano il nucleo più vicino al lato basale, altri al lume del dotto. In quest’ultimo caso si parla di dotti striati: le strie sono dovute ad invaginazioni basali che possiedono colonne di mitocondri per rifornire le pompe ioniche di energia. 
­la presenza di adenomeri, di due tipi differenti. Esse sono le cellule che producono il secreto, disposte in modo concentrico, con gli apici in collegamento con spazi per la ghiandola. Alcune cellule si presentano come intensamente colorate e granulose: hanno secrezione sierosa. Altre cellule, invece, appaiono molto pallide: hanno una secrezione mucosa. La scarsa colorazione è dovuta in parte alla scarsa cromaffinità, in parte al fatto che il citoplasma di tali cellule è molto solubile nei bagni di preparazione dei vetrini. Tutte queste cellule sono fortemente polarizzate, con il nucleo vicino alla base. Gli adenomeri sembrerebbero disposti su strati diversi, con semilune sierose (o del Giannuzzi) attorno a nuclei mucosi. In realtà hanno tutte sbocco in un dotto con il loro apice. 
Le cellule secernenti presentano delle specializzazioni tipiche: hanno un reticolo endoplasmatico rugoso (RER) molto sviluppato, che si colora intensamente con l’ematossilina. Altrettanto sviluppati sono il Golgi e l’apparato vescicolare di secrezione (colorazione pallida), in special modo nella porzione apicale e nelle cellule mucipare. Le cellule sierose si presentano come maggiormente tondeggianti, mentre quelle mucose sono più appuntite nel versante basale e posseggono granuli glicoproteici strettamente ammassati. 
Classificazione delle ghiandole endocrine 
Le ghiandole endocrine presentano una classificazione più semplice di quelle esocrine. Per quanto riguarda la struttura esse si dividono in cordonali e follicolari (in sostanza la tiroide e il follicolo ovarico). Le ghiandole cordonali hanno un aspetto molto ordinario, con gruppi di cellule molto simili. Tale nome deriva dal fatto che tali cellule tendono a disporsi in cordoni, talvolta poco riconoscibili, circondati da capillari. Le ghiandole follicolari sono invece composte da gruppi di cellule secernenti disposte in maniera abbastanza ordinata a formare la parete di follicoli globulari cavi, contenenti una matrice amorfa detta colloide. 
La classificazione in base alla natura chimica del secreto distingue le ghiandole endocrine in peptidiche (ipofisi, epifisi, paratiroidi, isole di Langerhans, sistema neuroendocrino diffuso, tiroide e midollare surrenale) e steroidee (corticale surrenale, cellule di Leydig, follicolo ovario, corpo luteo). 
Le proteine destinate alla secrezione vengono sintetizzate a livello del reticolo endoplasmatico 
rugoso, da qui passano nel Golgi, dove vanno incontro alla glicosilazione definitiva (+/-Man 
+GlcNAc +Gal). Si formano quindi le vescicole di secrezione. 
Il traffico vescicolare è regolato da apposite proteine di membrana, le Snares: la vescicola esprime 
una v-snare, complementare alla t-snare espressa sulla membrana del compartimento di 
destinazione. Esse mostrano alfa eliche complementari che, una volta appaiate, mediano 
l’avvicinamento delle due membrane lipidiche e la loro conseguente fusione. La GTPasi 
monomerica Rab è fondamentale per questo processo. Essa è accoppiata alla v-snare sulla 
vescicola e viene contattata da una proteina espressa dai compartimenti di destinazione. Una 
volta che le snare si sono accoppiate e la membrana si è fusa, Rab idrolizza GTP e, divenendo 
solubile, torna sul compartimento di origine, venendo riaccoppiata a GTP da un GEF. 
Il riciclaggio delle snares richiede anche esso energia per catalizzare la dissociazione dei due 
monomeri e il riciclo della v-snare al compartimento di origine. NSF è il complesso proteico che, 
insieme a proteine adattatrici, catalizza tale riciclo con dispendio di energia. 

La secrezione è un fenomeno che è in parte costitutivo, ovvero si ha una fusione continua delle 
vescicole di secrezione con la membrana plasmatica, in parte regolato. 
Per quanto riguarda ad esempio la secrezione degli enzimi digestivi pancreatici si hanno molti 
fattori di regolazione. 

La colecistochinina (pancreozimina) secreta dalle cellule enteroendocrine stimola le cellule del pancreas esocrino a riversare il loro prodotto, inducendo l’esocitosi. Essa inoltre promuove la spremitura della cistifellea. La secretina, prodotta da altre cellule enteroendocrine, stimola il trasposto di ioni HCO3-nei dotti pancreatici, per tamponare l’acidità gastrica e favorire l’attività degli enzimi pancreatici. La CCK a livello delle cellule target si lega ad un recettore a 7 domini transmembrana, accoppiato a proteina G trimerica. Essa attiva la PLC-ß che scinde PIP2 in DAG e IP3. Quest’ultimo apre i canali per il calcio del reticolo endoplasmatico con rilascio di esso nel citoplasma. Le vescicole regolate non posseggono solo la t-snare, ma anche una proteina inibente, detta sinaptogamina. Essa causa un ingombro sterico che è rimosso quando il calcio, liberato nel citoplasma, si lega ad essa inducendo un cambiamento conformazionale. 
L’asse ipotalamo-ipofisario 
L’ipofisi, strettamente legata all’ipotalamo, all’interno della sella turcica, è costituita da due parti morfologicamente unite ma funzionalmente differenti. La neuroipofisi, posta più dorsalmente, deriva dal neuroectoderma. Qui le sinapsi dei neuroni sopraottici e paraventricolari dell’ipotalamo rilasciano all’interno del torrente ematico gli ormoni vasopressina (ormone antidiuretico ADH) che agisce sul riassorbimento dell’acqua da parte del rene, e ossitocina, che agisce sulla ghiandola mammaria e sulla muscolatura uterina, inducendo contrazioni per l’espulsione del latte e del feto. La adenoipofisi, posta più anteriormente, deriva dall’endoderma faringeo, possiede cellule endocrine cordonali che contraggono stretti rapporti cono il sistema nervoso ipotalamico. L’ipotalamo, infatti, rilascia a livello della rete mirabile venosa, che si viene a formare tra i due organi, dei releasing hormones, che favoriscono il rilascio di ormoni ipofisari, e inhibiting hormones, che invece lo inibiscono. Le cellule della adenoipofisi si distinguono in basofile, acidofile e cromofobe. Le cellule basofile, caratterizzate da un meccanismo a feedback negativo e/o positivo a livello sia ipofisario che ipotalamico, rilasciano: ormone adrenocorticotropo (ACTH), che agisce sulla corteccia surrenalica; ormone tireotropo (TSH), che agisce sulla tiroide; ormone follicolo-stimolante (FSH), che agisce sulle ovaie (produzione di estrogeni e sviluppo del follicolo) e sui testicoli (spermatogenesi); ormone luteinizzante (LH), che agisce sempre sulle ovaie (produzione di progesterone e ovulazione) e sui testicoli (androgeni). Le cellule acidofile producono: somatotropina (ormone della crescita GH), che agisce sulle cartilagini di coniugazione, sui muscoli e sul tessuto adiposo, favorendo il deposito di energia; e la prolattina che agisce sulle ghiandole mammarie stimolando la sintesi di caseina. 
La ghiandola surrenale La ghiandola surrenale è una ghiandola endocrina cordonale, circondato da una capsula di tessuto connettivo, posta appoggiata sopra al rene. Essa è suddivisa in una parte corticale (rappresentante circa il 70% dello spessore della ghiandola) e in una parte midollare (il rimanente 30%), differenti per tipo di ormoni prodotto, per tipo di controllo sulla loro produzione e per derivazione embriologica. I vasi sanguigni scorrono dalla superficie approfondendosi fino a raggiungere la vena di uscita nella porzione midollare. La regione corticale è di derivazione mesodermica, mentre la regione midollare è di derivazione della cresta neurale. La corteccia è a sua volta suddivisa in tre strati. Subito sotto la capsula si possono notare delle strutture a forma di nidi: è la zona glomerulare, che secerne l’aldosterone e tutti gli altri mineralcorticoidi. Essi sono coinvolti nel controllo della funzione renale: favoriscono il riassorbimento del sodio Na+ a livello dei tubuli renali. Questo, favorendo il riassorbimento idrico, è il primo meccanismo di regolazione della volemia, insieme al sistema renina/angiotensina (che stimola la secrezione di aldosterone). La zona mediana, la più consistente, presenta cordoni di cellule più ordinati, paralleli, ed è detta zona fascicolata. Essa è deputata alla sintesi del cortisolo e degli altri glicocorticoidi. Essa è la parte sotto il controllo dell’ormone adrenocorticotropo. Tali ormoni promuovono la messa a disposizione di molecole per la produzione di energia, per questo sono detti ormoni dello stress cronico. Il cortisone è una molecola simile al cortisolo, utilizzata in particolare nel caso delle patologie autoimmuni, in quanto deprime la funzione del sistema immunitario. Ancora più in profondità, vicino alla zona midollare, si ha una zona molto aggrovigliata, detta zona reticolare, deputata alla sintesi di ormoni androgeni, simili al testosterone. Si noti che la zona fascicolata in particolare si presenta molto pallida al microscopio ottico sia in colorazione ematossilina-eosina che in colorazione di Azan-Mallory, in quanto le molecole steroidee e le molecole glicidiche sono estratte dalle tecniche di fissazione e montaggio del preparato istologico. 
La parte midollare, invece, è deputata alla sintesi delle catecolamine adrenalina e noradrenalina, dei neurotrasmettitori. (vedi dopo) 
L’iperfunzionamento della ghiandola surrenale (morbo di Cushing) può essere primario, ovvero derivante dalla corteccia, che presenta un basso livello di ACTH per feedback positivo, oppure secondario, dipendente dall’ipofisi, con un alto livello di ACTH nel sangue. Il deficit corticale (morbo di Addison) può derivare dalla distruzione della corticale, con conseguenti alti livelli di ACTH. Questo porta ad iperpigmentazione cutanea, in quanto tale ormone diceva dalla pro-opiomelanocortina (da cui deriva anche l’MSH – ormone melanostimolante). 
Gli ormoni steroidei hanno come base il colesterolo, modificato in modo tale da essere leggermente più idrofilico (in particolare idrossilazione). Le cellule secernenti steroidi posseggono dei granuli particolari: il colesterolo, infatti, può essere assunto dalla dieta, oppure essere sintetizzato a partire da Acetil-CoA. Le cellule sono quindi piene di gocce lipidiche, nel caso il colesterolo non fosse disponibile con la dieta. Presentano anche numerosi mitocondri, un po’ più tondeggianti rispetto a quelli delle altre cellule, necessari per la sintesi, e molto reticolo endoplasmatico liscio. Il citoplasma può essere estratto nei processi di fissazione del vetrino e la cellula può quindi risultare pallida se non bianca all’osservazione con microscopio. 
La tiroide La tiroide è il prototipo delle ghiandole endocrine follicolari. Essa, ad un’osservazione microscopica, presenta delle zollette tondeggianti, con aspetto amorfo, colorate uniformemente di rosa. A ingrandimento superiore, sul perimetro delle zollette si notano delle cellule epiteliali ghiandolari endocrine, che possono avere forma appiattita, qualora siano quiescenti, oppure possono essere più visibili, di forma colonnare o cubica, se sono attive. Il centro del follicolo è una matrice colloide. Fra i follicoli sono presenti i cosiddetti spazi interfollicolari, costituiti in parte da tessuto connettivo, ma che soprattutto contengono le cellule parafollicolari o cellule C, che hanno il compito di sintetizzare la calcitonina, un ormone polipeptidico che promuove la fissazione del calcio nel tessuto osseo. 
Le cellule principali della tiroide, invece, sintetizzano gli ormoni T4 T3 e rT3. La T4, o 
tetraiodotironina, o tiroxina è il precursore della forma maggiormente attiva T3 o triiodotironina. Il 
rT3 è una forma non attiva dell’ormone. 
Tali ormoni sono costituiti essenzialmente da una tirosina legata con legame etere ad un’altra 
catena laterale di tirosina (senza CH2) e iodinati in più posizioni. 
La colloide rappresenta il punto di immagazzinamento dell’ormone tiroideo, che viene sintetizzato 
a seconda della biodisponibilità di iodio. Inoltre, esso è immagazzinato come un polipeptide 
precursore, ricco di residui di tirosina, la tireoglobulina. 
L’apice delle cellule aggetta sul follicolo. Nella colloide avviene la reazione che unisce i due residui 
di tirosina. Lo iodio viene captato dalla cellula sul versante basolaterale da parte di un simporto 
sodio/iodio. Lo iodio viene quindi ossidato da parte della dual-perossidasi (viene organicato) e 
passa nella colloide attraverso il trasportatore specifico pendrina. Raggiunta la colloide, si può 
fissare alla tireoglobulina, rimanendo ancora nella molecola polipeptidica. 
Quando la tireotropina raggiunge le cellule della tiroide, stimola l’endocitosi della tireoglobulina 
che, in endosomi specifici, permette l’uscita degli ormoni T3 e T4, in quanto la risposta deve essere 
abbastanza rapida. 
Gli ormoni tiroidei sono legati al metabolismo: lo accelerano e stimolano la generazione di calore. 

Anche la tiroide è sede di processi patologici. 
L’ipertiroidismo può essere causato da noduli tiroidei benigni che secernono però troppi ormoni, 
eccesso di TSH ipofisario. La causa più frequente è l’iperstimolazione della tiroide da parte di 
anticorpi contro il recettore per il TSH, che lo mimano. Esso è detto morbo di Basedow/Graves e 
causa dimagrimento, esoftalmo e affatica il cuore. 
L’ipotiroidismo è una patologia che causa sonnolenza, freddo, perdita di capelli, cretinismo. 
Richiede una terapia sostitutiva. Si forma il gozzo, in quanto la tiroide è stimolata di continuo dal 
TSH, non producendo ormoni a sufficienza. 

Ghiandole endocrine indipendenti dall’ipofisi 
Sono varie le ghiandole endocrine che non dipendono dall’ipofisi: esse posseggono meccanismi 
differenti di regolazione della secrezione del loro prodotto. 
Sono l’epifisi, che secerne melatonina; le paratiroidi, che secernono paratormone, la midollare 
surrenale, che secerne le catecolamine e l’encefalina; e tutti i tessuti e cellule ad attività endocrina 
inclusi in altri tessuti. (Cellule C tiroidee – calcitonina, isole del Langerhans – insulina, glucagone, 
somatostatina e peptici pancreatici, cellule del sistema neuroendocrino diffuso – enteroendocrine, 
APUD, argentaffini) 

Ghiandola surrenale, midollare 
Ad un’osservazione microscopica del tessuto, si nota uno spazio vuoto, l’ilo della ghiandola, 
contenente un grosso vaso sanguigno, ed altri vasi sparsi all’interno di tutto il tessuto. 
Queste cellule, poiché imparentate con il sistema nervoso per origine embriogenetica, secernono 
neurotrasmettitori: l’adrenalina e la noradrenalina. La sintesi di tali ormoni avviene con il sistema 
cosiddetto APUD (amine precursor – uptake and decarboxylation). 
La tirosina viene idrossilata a DOPA (diidrossifenilalaina), decarbossilata quindi a dopamina 
(diidrossifeniletilammina). Essa è quindi modificata a formare le catecolamine definitive epinefrina 
e norepinefrina. Spesso sono immagazzinate nelle cellule da piccoli peptidi che provengono dalla 
via classica di sintesi (encefalina…) 
Il segnale dello ione calcio per il rilascio delle vescicole è di tipo nervoso sinaptico da parte del 
sistema nervoso autonomo. 

Tali ormoni sottraggono energia agli organi non di vitale importanza, come il sistema digerente, 
per fornirla ai muscoli e al sistema nervoso centrale, in particolar modo nei momenti di lotta o 
fuga. 
La encefalina e la cromogranina, invece, innalzano la soglia del dolore. 

Isole del Langerhans 
Le isole del Langerhans costituiscono la parte endocrina del pancreas, circondata da adenomeri. 
Per essi non esistono dotti ma un’ampia rete vascolare. 
Con colorazioni particolari immunoistochimiche si riescono a riconoscere le cellule ß, che 
secernono insulina, più all’interno, e le cellule a, che secernono glucagone. 
Un utilizzo ottimale dell’energia per il corpo umano è legato al mantenimento di un livello 
costante di glucosio ematico (glicemia), in particolare per quegli organi, quali il tessuto nervoso, 
che non possono immagazzinare energia. 
Le cellule del Langerhans posseggono trasportatori per il glucosio (GLUT3) che riescono a 
percepire la glicemia. A livelli elevati la sintesi di ATP media la chiusura di canali per il potassio 
sulla membrana, inducendo una depolarizzazione e il rilascio di calcio all’interno di essa, che 
favorisce il rilascio dei granuli di insulina. L’insulina colpisce vari organi (fra cui i principali sono 
fegato, muscolo e tessuto adiposo) favorendo l’immagazzinamento del glucosio sotto forma di 
glicogeno e l’attivazione delle varie vie anaboliche. 
Quando invece la glicemia è bassa, a livello cerebrale si ha l’attivazione del meccanismo di ricerca 
del cibo. Nel frattempo il glucagone colpisce i vari organi, stimolando la liberazione di glucosio ed 
altre fonti energetiche. 

Fegato Il fegato è un organo epiteliale. Ad un’osservazione al microscopio ottico si possono osservare più strutture esagonali (a seconda del piano di taglio) detti lobuli epatici. Essi sono le unità strutturali e funzionali di questo organo parenchimale. In questi lobuli sono disposti dei raggi di cellule, che vanno dalla periferia al centro (dove si può notare una vena, la vena centrolobulare, che drena il sangue verso l’esterno) detti travate di epatociti. Lungo il margine del lobulo sono presenti nuovamente dei piccoli spazi, in cui si trovano le triadi epatiche, costituite da un’arteriola per il nutrimento, da una venula portale per il sangue proveniente dall’intestino e un dotto biliare per la secrezione della bile e di prodotti di scarto. Gli epatociti sono cellule straordinarie, messe a bagno nel sangue, che scorre in capillari particolari, detti sinusoidi epatici, con pareti discontinue. Il fegato capta e trasforma tutto ciò che viene assorbito dal corpo. 
Meccanismo di azione degli ormoni 
Gli ormoni agiscono sulle cellule bersaglio legandosi ad appositi recettori. 
Per quanto riguarda gli ormoni proteici, i recettori sono posti sulla superficie delle cellule, e 
possono essere di varie tipologie: accoppiati a proteine G (ACTH, TSH, LH, PTH, adrenalina, 
glucagone), accoppiati a tirosina chinasi (PRL, GH) e tirosinchinasici (insulina) 
I recettori a sette domini transmembrana accoppiati a proteine G trimeriche attivano varie vie di 
trasduzione: una è la via di trasduzione adenilato ciclasi, cAMP, PKA, CREB, CBP; un’altra è quella 
della fosfolipasi C-ß, DAG/IP3, Ca2+, PKC. 
I recettori accoppiati a tirosina chinasi legano le chinasi Jak, che si transautofosforilano e 
fosforilano il recettore, attivando la via di trasduzione di STAT, fosforilato, che dimerizza e agisce 
da TF. 

I recettori tirosina chinasici agiscono come i recettori per i fattori di crescita, causando 
l’assemblaggio di complessi di trasduzione del segnale e generando una cascata fosforilativa. 
Gli ormoni steroidei, invece, possono attraversare liberamente la membrana plasmatica, e quindi 
legano dei recettori intracitoplasmatici. Il legame causa il distacco di una proteina repressore e un 
cambiamento conformazionale che permette al recettore di agire, insieme a coattivatori, come 
fattore trascrizionale di specifici geni. 

RIGENERAZIONE E DIFFERENZIAMENTO DEGLI EPITELI 
Tre sono i modelli per comprendere la rigenerazione dei tessuti epiteliali e il loro differenziamento: 
l’epitelio intestinale, l’epidermide e la ghiandola mammaria. 

Epitelio intestinale 
Le cellule staminali di tale tessuto, come già detto, sono le cellule basali della cripta, poste al fondo 
di essa, schiacciate tra le cellule di Paneth. Tale epitelio, come abbiamo visto, è costituito da 
cellule differenziate: di assorbimento (enterociti propriamente detti), con microvilli nella porzione 
apicale; caliciformi secernenti mucina; enteroendocrine, che riversano ormoni nel sangue 
(colecistochinina, fattori di crescita, sostanze con azione sul sistema nervoso) con la funzione di 
stimolare la secrezione di enzimi digestivi; cellule di Paneth con funzione difensiva di secrezione di 
criptidine. 
Come si genera tale diversità a partire dai progenitori staminali? Tale processo si basa sul Wnt 
signaling e sul Notch signaling. 

Notch è un recettore transmembrana monopasso, con un piccolo dominio intracitoplasmatico, 
privo di attività enzimatica, dal segnale polivalente, che regola sia la staminalità che il 
differenziamento. Esso lega un ligando, Delta, che non è una molecola solubile, ma è ancorata alla 
superficie di una cellula adiacente. Tale sistema, pertanto, media il segnale tra cellule contigue. 
Il legame con Delta provoca una serie di tagli proteolitici, regolati da proteasi associate al 
recettore. Due sono i tagli fondamentali: uno a livello extracellulare, da parte di una proteasi 
metallica ADAM e l’altro è a livello intracellulare, da parte di una .-secretasi. Il dominio 
intracellulare migra nel nucleo, dove si lega a fattori trascrizionali, regolando l’espressione di vari 
geni. 

Man mano che le cellule si dividono, si allontanano dalle cellule stromali della cripta che secernono Wnt, perdendo quindi le caratteristiche di staminalità. Nella cellula staminale Wnt e Notch cooperano. Quando il segnale di Wnt si spegne, Notch predomina. Si ha però il fenomeno di inibizione laterale per cui le cellule adiacenti iniziano ad esprimere, in maniera mutuamente esclusiva, Notch o Delta. Le cellule che esprimono Delta vanno incontro a differenziamento secretorio, diventando cellule mucipare caliciformi. Le cellule che posseggono Notch attivato, esprimono geni che le differenziano in cellule assorbenti. Ulteriori meccanismi differenziativi sono dovuti a segnali extracellulari molto forti che producono il silenziamento di quei geni che potrebbero far rientrare la cellula nel ciclo riproduttivo. Uno di questi è BMP4, secreto dalle cellule del connettivo lasso che forma l’asse del villo, sotto l’attivazione di Wnt e Hedgehog. Esso inibisce Myc e favorisce l’espressione di p15 e di CKI. EphB è un recettore tirosina chinasico espresso sotto controllo del segnale Wnt. Le cellule della cripta, pertanto, esprimono tale recettore. Quando il segnale Wnt si esaurisce, EphB non viene più espresso, ma viene espressa efrina, il ligando di tale recettore. Le efrine hanno un effetto repulsivo nei confronti delle cellule che esprimono EphB, mantenendole all’interno della cripta. 
Epidermide e suoi annessi 
L’epidermide, come abbiamo visto, è costituita da cellule che man mano, strato per strato, si 
differenziano. 
L’epidermide contiene anche numerosi annessi. I più vistosi sono sicuramente i peli. All’interno del 
follicolo pilifero la cuticola, la corticale e la midollare del pelo sono circondate anche da una guaina 
interna ed esterna propria della radice del pelo e da uno strato vitreo. 
La componente basale dell’epidermide si trova nella matrice del pelo, costituita da cellule 
proliferanti. Si noti anche che il bulbo pilifero è posto a stretto contatto con la papilla dermica, 
costituita da tessuto connettivo che serve a nutrire le cellule del bulbo. 
Le cellule proliferanti del pelo si ritrovano all’interno della midollare e poi vanno incontro ad un 
differenziamento stratificato simile a quello della pelle. Lo strato più esterno, corticale esprime 
tricoialina. 
Vicino al pelo è posta una struttura fondamentale per l’epidermide, il cosiddetto bulge, che 
contiene i tre quarti di tutte le cellule staminali del tessuto. Da esse originano le cellule che 
alimentano la base del pelo, le ghiandole sebacee, l’epidermide interfollicolare e anche le 
ghiandole sudoripare. 
Le ghiandole sebacee sono ghiandole olocrine, che vengono eliminate ogni volta che secernono il 
loro contenuto oleoso, che ha funzione protettiva ed emolliente della pelle. 
Anche in questo caso il Wnt signaling è responsabile del mantenimento della staminalità e BMP è 
responsabile del differenziamento. 

Il segnale di Hedgehog è fondamentale per quanto riguarda l’autorinnovamento dell’epidermide, 
ed è comune a molte cellule staminali anche di altri tessuti. 
In condizioni basali, cioè in assenza di Hedgehog, la proteina transmembrana Smoothened, 
espressa costitutivamente dalle cellule è inibita da un’altra proteina transmembrana, Patched. 
Hedgehog si lega a questo recettore-inibitore, Patched, permettendo quindi a Smoothened di 
trasdurre il proprio segnale. 
Tale via di trasduzione è caratterizzata dalla presenza limitata di intermediari tra il recettore e le 
proteine bersaglio finali. Il target di Smoothened è la proteina citoplasmatica Gli (presente in più 
forme), che viene attivata forse per taglio proteolitico. Essa, quindi, migra nel nucleo, dove funge 
da fattore trascrizionale, legando un coattivatore. 

Esso è fondamentale per quanto riguarda l’epidermide, come dimostrano i riscontri del fatto che la via di Hedgehog risulta mutata in alcuni tumori epiteliali, i basaliomi (ma anche in altri tipi di neoplasie che colpiscono tessuti differenti quali i medulloblastomi ei rabdomiosarcomi). Tali mutazioni possono colpire più punti strategici di tale pathway segnalativa: loss of function di Patched, che agisce da onsocoppressore (con attivazione costitutiva del segnale di Smoothened anche in assenza di Hedgehog); mutazioni attivanti di Smoothened, che agisce da oncogene (Patched non può più inibire la funzione di Smoothened); stimolazioni autocrine con eccessiva produzione di Hedgehog (Patched sempre inibito, Smoothened attivo costitutivamente). Esiste un farmaco miratissimo, la ciclopamina, che inibisce Smoothened ed ha quindi un buon effetto su tutti e tre i tipi di mutazione. Esso è un alcaloide che è stato isolato dal Veratrum californicum. Si è scoperta tale proprietà in quanto le mucche che si nutrivano di tale pianta davano alla luce vitelli affetti da ciclopia. 
Ghiandola mammaria 
La ghiandola mammaria è un annesso della cute. La parte ghiandolare è relativamente modesta, il volume è in gran parte costituito da tessuto connettivo e adiposo. 
In essa si distinguono una fase quiescente e una fase attiva, a seconda dello stato ormonale e del fatto se si sia in gravidanza o meno. Durante la fase quiescente (ovvero quando la ghiandola è sviluppata ma non si è in gravidanza o allattamento) non esistono dei veri e propri adenomeri. Si noti che la ghiandola mammaria è un tessuto stabile, ma dalla fase quiescente si può passare alla fase attiva, durante la gravidanza e il successivo allattamento, con grandissimi cambiamenti nella morfologia (e nella funzione) cellulare e tissutale. Nella fase attiva tutta la struttura, i dotti e gli adenomeri, proliferano e si ingrandiscono, mentre gli adipociti e il connettivo diminuiscono di volume. Durante l’allattamento gli adenomeri posseggono una struttura “alveolare”, per essere in grado di accogliere l’abbondante secreto (ricordiamo che sono ghiandole apocrine). Il differenziamento delle ghiandole riguarda l’albero duttale e gli adenomeri. EGF, HGF, Wnt e Notch sono fondamentali allo stadio iniziale per la morfogenesi dei dotti e la successiva inibizione del differenziamento. Durante la gravidanza gli estrogeni e il progesterone stimolano la proliferazione delle cellule duttali e secernenti, e un ulteriore differenziamento di queste ultime. Con l’allattamento, la prolattina e l’ossitocina causano il completo differenziamento delle varie cellule che compongono la ghiandola e stimolano la secrezione del latte. 
Studiando con molta attenzione le cellule mammarie per cercare di comprendere le basi dei vari tumori al seno, si sono potute isolare delle diverse sottopopolazioni cellulari. Esse sono state quindi ritrapiantate ignorando quale fosse la loro funzione, per poter comprenderla in seguito osservando le conseguenze del loro innesto. Si è potuto quindi determinare un “albero genealogico” delle cellule mammarie. Alla base di tutte sono presenti le cellule staminali, dotate di capacità di autorinnovamento e in grado di dare luogo a tutti i tipi cellulari che compongono le ghiandole (dotti, alveoli, cellule mioepiteliali). Esse non esprimono i recettori ER, PR e ERBB2. Da esse prendono luogo i cosiddetti “progenitori comuni”, che non posseggono più le proprietà di autorinnovamento ma che ancora possono dare origine a tutti i tipi cellulari. Da esso derivano tre progenitori specifici, che però probabilmente possono andare incontro a interconversioni tra di essi: sono il progenitore luminale (che non esprime ER), il progenitore alveolare e il progenitore mioepiteliale. Da essi derivano rispettivamente le cellule duttali (ER+), le cellule alveolari e le cellule mioepiteliali, completamente differenziate. I tumori più aggressivi sono i cosiddetti basal-like, costituiti da progenitori luminali incapaci di un ulteriore differenziamento, detti anche triple negative, in quanto non esprimono nessuno dei tre recettori (e quindi i farmaci non posseggono target). I tumori luminali si dividono in A e B. Sono costituiti da cellule duttali maggiormente differenziate. Man mano che si procede vengono espressi ER o ERBB2, che possono essere bersagli per farmaci mirati. 
Il sangue 
Il sangue fa parte dei tessuti connettivi. Esso è particolare, in quanto la sua matrice è liquida piuttosto che solida. Le cellule del sangue sono prodotte dal midollo emopoietico all’interno delle ossa. È un liquido in cui sono poste il sospensione delle cellule. Se sottoposto a centrifugazione in presenza di anticoagulanti, si ottengono tre fasi differenti: la fase inferiore, rappresentante circa il 45% del liquido totale, è formata da eritrociti (o globuli rossi). Uno strato di spessore sottile subito 
sopra essi è costituito dai leucociti (o globuli bianchi). Il resto è costituito da un liquido trasparente 
giallastro, detto plasma. 
Il plasma costituisce la matrice extracellulare fluida del tessuto sanguigno è composto da: 

­7/8% di proteine, di cui sicuramente la principale è l’albumina, prodotta dal fegato, che possiede molti ruoli differenti, fra cui quelli di regolare la pressione osmotica e di fungere da carrier di altre molecole poco solubili. Un basso tasso di albumina ematica è segno di insufficienza epatica o di alterata funzione renale (quando accompagnato ad albuminuria). Altre proteine contenute nel plasma sono le immunoglobuline, il fibrinogeno (fondamentale per la coagulazione), le proteine del complemento, le lipoproteine. Molte di esse sono sintetizzate nel fegato e riversate quindi nella circolazione sistemica 
­ioni 
­prodotti del catabolismo, destinati agli organi di escrezione, quali urea, acido urico, 

creatina, creatinina, bilirubina ­nutrienti ­molecole di controllo, solitamente a basse concentrazioni (ormoni, fattori di crescita…) 
Se si lascia coagulare liberamente un campione di sangue, si ottiene un liquido, detto siero, privo di fibrinogeno e fattori della coagulazione. Il sangue tende spontaneamente a coagulare (soprattutto a basse velocità), ma l’endotelio rilascia dei fattori anticoagulanti che lo prevengono in condizioni in cui l’emostasi non sia necessaria (vedi dopo). 
La porzione particolata possiede anch’essa una composizione caratteristica: ­eritrociti (globuli rossi) 5 milioni/mm3 ­leucociti (globuli bianchi) 5000-20000 /mm3 di cui (formula leucocitaria): 
»  granulociti neutrofili (polimorfonucleati) 55-65%  
»  granulociti eosinofili 1-4%  
»  granulociti basofili 0,5-1%  
»  linfociti 20-30%  
»  monociti 3-8%  

­piastrine 150000-400000 /mm3 
In uno striscio di sangue (la cui preparazione è una semplice essiccazione e tintura Giemsa) le particelle di gran lunga più presenti sono i globuli rossi, enucleati. Le cellule nucleate sono i globuli bianchi. 
ERITROCITI/EMAZIE Gli eritrociti hanno lo scopo di distribuire ossigeno ai tessuti e rimuovere l’anidride carbonica da essi prodotta, portandola ai polmoni. Essi posseggono una forma biconcava, che consente di aumentare il loro rapporto superficie-volume. La membrana possiede dispositivi molecolari che le consentono di mantenere tale forma: il principale è il citoscheletro di membrana, costituito dalla proteina spectrina. Essa si associa in dimeri (coiled-coil) e quindi tetrameri si legano all’actina, alla tropomiosina e ad altre proteine integrali di membrana fra cui la glicoforina, l’anchirina e la banda 3 (il trasportatore degli anioni fondamentale per il passaggio di HCO3-dall’interno all’esterno dell’eritrocita e viceversa. L’estrema specializzazione di tali cellule per lo scambio e il trasporto dei gas richiede l’eliminazione di tutte le strutture non necessarie: per questo il citosol è privo di nucleo e di molti altri organelli. In compenso, è molto ricco di emoglobina, una proteina tetramerica (nell’adulto HbA a2ß2 nel feto e in casi patologici HbF a2.2) che, contenendo quattro gruppi prostetici eme, è in grado di legare quattro molecole di ossigeno O2. Una diminuita concentrazione di emoglobina nel sangue (<14-15 g/l) o di globuli rossi viene detta anemia. Una delle forme più frequenti di anemia è l’anemia (meno emoglobina e meno eritrociti) microcitica (con cellule piccole) ipocromica (con globuli poco colorati e centro bianco): essa è causata da una difficoltà del midollo a produrre eritrociti ed emoglobina, in caso di carenza di ferro (essenziale per la sintesi ed il corretto funzionamento del gruppo eme). 
LEUCOCITI I leucociti sono cellule nucleate, che svolgono in misura limitata le loro funzioni nel sangue. Essi migrano nei tessuti e per far questo devono essere in grado di attraversare l’endotelio ed attraversare la membrana basale. Sulla membrana plasmatica di tali cellule sono espresse delle proteine, dette selectine, ancorate al citoscheletro dei microfilamenti. Per extravasare, esse ancorano debolmente, tramite tali proteine, le cellule endoteliali. Quindi si insinuano nei tessuti per diapedesi, ovvero grazie alla secrezione di proteasi che scompongono le giunzioni intercellulari del tessuto che devono attraversare. In parte esse monitorano casualmente tutti i distretti del nostro organismo, ma si concentrano soprattutto nei tessuti dove sono in corso processi infettivi, grazie alla chemiotassi, ovvero alla capacità di muoversi verso la fonte di un segnale chimico (detto appunto chemiotattico) mediante la polimerizzazione e depolimerizzazione coordinata dello scheletro di actina, con formazione di un lamellipodio o più pseudopodi, e la contrazione di molecole di miosina associate ad essi. Si noti che le cellule per muoversi in questo modo necessitano di una matrice a cui aderire. 
Granulociti neutrofili 55-65% I granulociti neutrofili, detti anche polimorfonucleati, presentano un citoplasma ricco di organuli, ma poco evidenti alle colorazioni tradizionali. Presentano un nucleo polilobato: più la cellula è “vecchia”, più il nucleo risulterà lobato. Esso presenta, negli individui di sesso femminile, un cromosoma X particolarmente condensato, che assume una forma particolare a bacchetta di tamburo (drumstick). Tali cellule sono preposte a combattere gli agenti patogeni, in particolare i batteri (i virus sono combattuti invece dal sistema immunitario adattativo dei linfociti). Sono presenti tre tipi differenti di granuli all’interno del citoplasma dei granulociti neutrofili: essi sono organuli circondati da membrana, con diversi contenuti. 
­Granuli primari azzurrofili o aspecifici: sono in pratica dei lisosomi potenziati, contenenti idrolasi acide e mieloperossidasi, che catalizza la sintesi di acido ipocloroso HClO ­Granuli secondari: sono delle vescicole di secrezione contenenti lisozima, lattoferrina, fosfatasi alcalina, collagenasi 
­Granuli terziari: sono vescicole di secrezione contenenti proteasi della matrice. Sulla membrana plasmatica si hanno enzimi con produzione di ROS: la NADH ossidasi (H2O2) e la NADPH ossidasi (O2-), che producono 1O2 e OH ° (inattivati dalla superossido dismutasi e dalla catalasi). Questa produzione di ROS, pur essendo fondamentale per la risposta contro gli agenti patogeni da parte dei granulociti neutrofili, è anche letale per la cellula stessa, che infatti tende a perire nell’azione di attacco. Il meccanismo di fagocitosi facilita il lavoro del granulocita neutrofilo, che riconosce il batterio opsonizzato da parte delle immunoglobuline o del complemento. Si ha quindi la formazione del fagosoma, che si fonde con granuli specifici che digeriscono completamente il patogeno. Il pus è una sospensione in cui si trovano i granulociti neutrofili periti. 
Granulociti basofili 0,5-1% 

I granulociti basofili posseggono tanti granuli che, in ematossilina-eosina, vi reagiscono, 
colorandosi di blu e schermando il nucleo. 
Essi sono i precursori di cellule tissutali, i mastociti, ma vi sono delle diatribe in corso su tale 
affermazione. Nei tessuti possono vivere anche a lungo. Essi sono comunque sempre pieni di 
granuli basofili, che si colorano di blu in ematossilina-eosina. 
Posseggono recettori di membrana per le immunoglobuline E (IgE) e granuli specifici contenenti 
eparina, istamina, leucotriene C e fattori chemiotattici per gli eosinofili. 

Granulociti eosinofili 1-4% 
I granulociti eosinofili sono cellule che al microscopio ottico mostrano un citoplasma granulato più visibile, in quanto si colora di eosina (rosa-arancio), e un nucleo bilobato. Posseggono recettori per le IgE e per i fattori chemiotattici secreti dai basofili. I granuli specifici contengono major basic protein, proteine “cationiche”, istaminasi, arilsulfatasi, fattori inibenti la degranulazione dei basofili. 
Granulociti basofili ed eosinofili collaborano tra di loro, favorendo la difesa contro i parassiti. Il 
basofilo, che lega le IgE, rilascia i propri granuli, secernendo istamina (che influisce sulla 
muscolatura liscia delle venule postcapillari), eparina (che ha funzione anticoagulante) e fattore 
chemiotattico per gli eosinofili ECF-A. In questo modo stimolano la permeabilizzazione dei capillari, 
l’edema e la diapedesi, per il passaggio dell’endotelio. Una volta che gli eosinofili hanno raggiunto 
il parassita, essi non sono in grado di fagocitarlo, ma iniziano a secernere tutto intorno la MBP, 
distruggendone la membrana. Gli eosinofili rilasciano anche istaminasi e altre molecole che 
fungono da feedback negativo per i basofili. 
Questo è un sistema molto delicato e può andare incontro ad alterazione patologica, ad esempio 
nelle allergie. In questo caso si ha la produzione di IgE che riconoscono in modo specifico delle 
molecole (allergeni) che normalmente non costituirebbero alcun problema per l’organismo. 
Questo stimola i basofili che, un po’ ovunque, iniziano a secernere istamina (infatti la terapia 
profilattica principale per l’allergia è la somministrazione di anti-istaminici). Lo choc anafilattico è 
la conseguenza estrema di tale risposta abnorme, in cui i capillari sono talmente permeabilizzati 
che l’edema può provocare uno scompenso cardiocircolatorio o l’ingrossamento della glottide e 
della laringe con rischio di soffocamento da parte dell’individuo (risulta necessaria la tracheotomia 
d’urgenza). 

PIASTRINE 
Le piastrine sono particelle difficili da osservare al microscopio ottico e i cui particolari sono solo 
osservabili al microscopio elettronico. Esse posseggono una parte periferica, detta ialomero, 
trasparente. La parte centrale, detta granulomero, è colorata proprio perché contiene granuli di 
secrezione. 
Sotto la membrana plasmatica è presente un citoscheletro circolare di microtubuli e actina, che 
media i cambiamenti di forma e l’adesione ai substrati necessarie per l’attività coagulatoria delle 
piastrine. 
Si ha inoltre un complesso sistema di introflessioni della membrana plasmatica, detto sistema 
canalicolare aperto, che ha la funzione di permettere una liberazione rapidissima dei granuli, 
aumentando la superficie del corpuscolo. 
Esiste inoltre un sistema tubulare denso costituito dalle vestigia di altri organuli. 
I granuli piastrinici sono di tre tipi: 

­a contenenti proteine quali PF4, PDGF, tromboglobulina e fattori adesivi (fibrinogeno, fibronectina, fattore di von Willebrand) ­d contenenti serotonina, adrenalina, ADP e ione calcio 
­. dei semplici lisosomi 
L’emostasi primaria è il processo a cui partecipano le piastrine e i fattori della coagulazione per riparare provvisoriamente una parete vascolare danneggiata. Una lesione dell’endotelio è il fattore scatenante la cascata di eventi che porta alla formazione di un primo coagulo lasso. L’esposizione dei tessuti sottoendoteliali mostra al flusso ematico il collagene, a cui è associato il fattore di von Willebrand. Esso causa l’adesione delle piastrine al punto in cui si è formata la lesione e le attiva. Si ha quindi la secrezione dei granuli, contenenti potenti fattori proaggreganti. È necessario un tessuto multistrato, sufficientemente adesivo. L’aggregazione di altre piastrine forma il tappo emostatico. L’emostasi secondaria è la vera e propria coagulazione del sangue, attivata più frequentemente dal fattore tissutale (tissue factor), esposto presso l’endotelio danneggiato. Esso attiva la cascata coagulativa, a cui prendono parte molti enzimi, detti fattori coagulativi (sono zimogeni di serina proteasi) al cui termine si ha la trombina, che ha come substrato il fibrinogeno, che da solubile viene tagliato in fibrina, insolubile. Questa, precipitando, circonda le piastrine, intrappolando nel tappo emostatico anche altre cellule circolanti. Il vaso ha quindi il tempo di ripararsi e il tappo piastrinico deve essere rimosso. Questo è reso possibile da enzimi come l’attivatore tissutale del plasminogeno (t-PA), che catalizza l’attivazione appunto del plasminogeno in plasmina. Essa digerisce la fibrina e favorisce la rimozione del coagulo, digerito dagli organi emocateretici). 
Si è notata l’associazione alla malattia neoplastica di un disturbo della coagulazione (è il segno di Trousseau, tipico della sindrome paraneoplastica). Questo è interessante quando la neoplasia è ancora piccola: le cellule cancerose, infatti, attivano la coagulazione per favorire la formazione di una matrice di fibrina che le protegga e favorisca la proangiogenesi. Questa matrice extracellulare “a presa rapida” può costituire un tramite con l’invasività del tumore stesso. 
I TESSUTI LINFATICI E IL SISTEMA IMMUNITARIO Altre cellule contenute all’interno del sangue sono i linfociti, cellule relativamente piccole, con un grosso nucleo scuro e poco citoplasma non granulare, e i monociti, che sono cellule di diametro di circa 20µm, abbastanza grandi e con nucleo reniforme. Talvolta esse sono difficilmente distinguibili da un neutrofilo giovane. In genere il discriminante sono le dimensioni. 
Il sistema immunitario si è evoluto per due ragioni essenziali: una, la più ovvia, è quella di difendere l’organismo dall’attacco di altri organismi; la seconda, più profonda, è legata all’evoluzione. Dal momento che tutti gli esseri viventi competono gli uni con gli altri, risulta fondamentale preservare l’identità biologica e permettere l’evoluzione: è necessario impedire agli organismi “mutati” (inteso nel senso che presentano mutazioni favorevoli dal punto di vista evolutivo) man mano sempre più di accoppiarsi con la popolazione precedente, si evita di tornare indietro nell’evoluzione, rimescolando i geni. 
Il tessuto linfatico contiene due macrogruppi di cellule: 
­i linfociti (B e T), piccole cellule tonde che circolano nel sangue o sono concentrate negli 
organi linfatici (in particolare linfonodi e milza) e sono responsabili della risposta 
immunitaria specifica o adattativa (in realtà, più dell’organismo che si adatta all’ambiente, 
è l’ambiente che seleziona la risposta più efficace) ­i granulociti ei macrofagi, cellule deputate alla risposta immunitaria aspecifica o innata. 
Essa è costituita da un sistema primitivo di recettori in grado di riconoscere molecole 
estranee per proprietà chimiche non troppo fini. Esso ha un significato difensivo (e non 
metabolico): inglobano le particelle che esprimono tali proprietà chimiche all’interno 
dell’endosoma per degradarle. Nonostante la sua relativa semplicità, tale sistema è molto 
importante: i bambini privi di macrofagi muoiono molto presto. Tale porzione compie la 
maggior parte del lavoro quotidiano, nei tessuti più esposti: pelle, apparato respiratorio e 
gastroenterico. I tessuti linfatici si distinguono in periferici, ossia adenoidi, tonsille, milza, linfonodi, ammassi nella parete intestinale (placche del Peyer) e appendice; e in centrali, ossia timo e midollo osseo, che producono le cellule linfoidi, che maturano e vanno in circolo, colonizzando i tessuti linfatici periferici. Il midollo emopoietico è costituito da cellule scarsamente differenziate che danno origine a tutte le cellule del sangue (negli ultimi anni è stata avanzata l’ipotesi che esse possano dare vita a tutte le cellule del corpo, ma è un argomento ancora dibattuto). I precursori linfocitari, quindi, maturano in due luoghi diversi. Alcuni, detti linfociti T, maturano nel timo. Essi vanno quindi nel sangue e danno luogo alla cosiddetta immunità cellulare; altri, detti linfociti B, maturano direttamente all’interno del midollo osseo, dando luogo nel sangue alla cosiddetta immunità umorale, che coinvolge gli anticorpi. Si noti che, dal punto di vista morfologico, i due tipi linfocitari non sono distinguibili l’uno dall’altro. 
Gli agenti patogeni vengono drenati dalla linfa. Questa, scorrendo all’interno dei vasi linfatici afferenti, raggiunge i linfonodi (solitamente grossi come un pisellino). Qui si riversa nella cosiddetta cisterna marginale. La linfa è quindi drenata all’interno del parenchima linfonodale, costituito da linfociti T e B. Il batterio genera attorno a sé una risposta immunitaria: i linfociti B proliferano. Nel parenchima si vedono delle aree chiare in ematossilina-eosina, detti follicoli primari linfoidi (contenenti cellule B), attorno ai quali si ha la zona paracorticale di linfociti T. Al centro del linfonodo si ha un collettore, che riversa la linfa all’interno di un vaso linfatico efferente, che drena il liquido ad altri linfonodi e quindi, raggiungendo il dotto toracico va a buttarsi nella vena succlavia. I linfociti B e T raggiungono i linfonodi attraverso il sangue arterioso che nutre il parenchima, passando attraverso le cosiddette venule ad endotelio alto. 
Come già detto, i linfociti B mediano la risposta immunitaria anticorpale: l’antigene dell’agente patogeno induce le cellule B a produrre molecole solubili, gli anticorpi (o immunoglobuline), che posseggono un sito di legame complementare all’antigene, formando immunocomplessi. I linfociti T, invece, sono responsabili della risposta immunitaria cellulo mediata. Essi esprimono sulla superficie dei recettori in grado di riconoscere le cellule infette o neoplastiche e di stimolare la formazione di buchi sulla loro membrana plasmatica, uccidendole. La risposta specifica e aspecifica sinergizzano, per ottenere una risposta più rapida ed efficace. La prima barriera dall’esterno è costituita dalle cosiddette cellule del sistema reticoloendoteliale o reticoloistiocitario (sistema monocitico-macrofagico). Esse altro non sono che macrofagi sessili, che fagocitano gli agenti patogeni. Esse prendono nomi differenti a seconda del tessuto in cui sono situate: i monociti sono le cellule circolanti, le cellule del Langerhans sono poste nell’epidermide, quelle dendritiche nei tessuti connettivi e nei linfonodi, le cellule del Kupffer sono poste nel fegato, le cellule della microglia nel tessuto nervoso. La fagocitosi permette l’internalizzazione degli agenti patogeni in un endosoma. Degli enzimi specifici fanno a pezzi tale particella estranea. A questo punto le cellule del sistema reticoloistiocitario si trasformano in cellule che presentano l’antigene (APC antigen presenting cells), mostrando sulla superficie dei piccoli frammenti estranei (gli apteni) montati su apposite molecole di presentazione (HLA). Questi segnali attirano e attivano le cellule T, che a loro volta innescano una attività umorale. 
La risposta immunitaria adattativa La risposta immunitaria adattativa è specifica, in quanto richiede la presenza di recettori specifici per i vari antigeni; è efficiente, in quanto i linfociti che posseggono il recettore adatto a legare l’antigene si moltiplicano per selezione clonale; ed è duratura, in quanto i linfociti per un certo antigene, una volta selezionati, rimangono per tutta la vita in circolo come cellule della memoria. La selezione clonale avviene in quanto l’antigene seleziona le cellule che posseggono il recettore adatto a riconoscerlo. All’inizio si hanno delle cellule precursori, ma non esprimono nessun recettore. Spontaneamente, ovvero in assenza di antigene, proliferano, amplificando la popolazione di cellule B. Quindi, del tutto casualmente, tali cellule riarrangiano i propri geni, esprimendo sulla propria membrana cellulare una proteina che può essere casualmente complementare a qualcosa (essendo casuali, esistono riarrangiamenti contro il nulla). Se si è prodotto un recettore anticorpale complementare ad un antigene ed esso viene esposto alla presenza dell’antigene stesso, la cellula viene stimolata a riprodursi e a differenziarsi in plasmacellula, che sintetizza anticorpi, questa volta solubili, che vengono liberati all’interno del torrente ematico. La risposta immunitaria adattativa si mantiene nel tempo attraverso la produzione di cellule della memoria. Da una cellula B “naïve”, una volta esposta all’antigene, si ottengono sia plasmacellule che cellule memoria. Queste ultime sono identiche a cellule B naïve, ma sono presenti in grandi quantità. Esse sono caratterizzate da una vita molto lunga, sembra che possano sopravvivere per tutta la vita dell’individuo. Probabilmente esse alloggiano nei linfonodi. Una seconda esposizione dell’individuo ad un particolare antigene stimola un grande numero di cellule, con una risposta molto più massiccia e immediata. Più un individuo è esposto ad un antigene, più sviluppa immunità per tale antigene. Le cellule B e T a riposo sono indistinguibili le une dalle altre: sono piccole, con poco citoplasma ed indifferenziate. Quando il recettore lega gli antigeni, allora la cellula si differenzia. La cellula B effettrice (plasmacellula) aumenta di volume, esprimendo un reticolo endoplasmatico rugoso notevole, per la sintesi di immunoglobuline ed altre proteine secrete al di fuori della cellula. Le cellule B mature (ma ancora naïve) esprimono sulla loro superficie due recettori anticorpali (sono anticorpi legati al doppio strato fosfolipidico da due alfa eliche che si introducono in esso) IgM e IgD, con la stessa catena leggera. 
Gli anticorpi, detti anche immunoglobuline, sono proteine formate da una catena pesante H ed una catena leggera L. La sequenza amminoacidica in certi punti genera il sito di legame. L’antigene, attraverso moti casuali, tocca più anticorpi. Nel caso l’anticorpo sia specifico per tale antigene (la costante di dissociazione sia bassa), allora esso rimane legato all’immunoglobulina. Negli anni 1970 non si conosceva ancora come fosse possibile la generazione di una diversità tale di anticorpi da permettere il riconoscimento di innumerevoli antigeni. Non a caso, infatti, si parlava di essa come di GOD, generation of diversity. Si è scoperto quindi che il meccanismo per la diversità degli anticorpi è un processo selettivo, non induttivo (d’altronde, come farebbe una sequenza estranea ad indurre l’espressione di un eventuale gene?). Il gene, e quindi l’anticorpo, si forma a caso e viene selezionato dall’ambiente in cui si trova. 
Le immunoglobuline sono dei tetrameri, costituiti da due catene pesanti H e due catene leggere L. Esse costituiscono due subunità HL simmetriche, collegate da ponti disolfuro. Tale struttura è quindi rigida per quanto riguarda i motivi globulinici, ma flessibile per quanto riguarda la regione di collegamento dello hinge (cardine), fondamentale per il funzionamento della molecola. La proteina possiede una parte variabile (N terminale, con regioni ipervariabili) per il riconoscimento dell’antigene, e una regione costante, che ha funzione invece effettrice di distruzione dell’agente patogeno. Sono le regioni fra le catene VH e VL a costituire il sito di legame complementare. Siccome ogni cellula produce una immunoglobulina differente “specifica”, essa deve anche avere un gene per tale immunoglobulina. Questo è reso possibile solamente dalla ricombinazione somatica (non possediamo geni sufficienti per riconoscere tale vastità di antigeni, e lo splicing alternativo non sarebbe sufficiente). Già in utero ed alla nascita, nelle cellule del midollo, avviene tale meccanismo. Possediamo tanti esoni per le immunoglobuline, e più esoni per la parte variabile (comunque non tanti quanti i 200000 possibili antigeni che un corpo potrebbe conoscere). Ne abbiamo 40 (numerati V#). Molto più avanti nel DNA possediamo altri esoni, detti J (5) e quindi un esone per la parte costante. Del tutto casualmente, ed in assenza di antigene, il DNA forma degli anelli, che si saldano fra loro. Una regione V viene quindi a contatto con una regione J. Solo nei linfociti B sono espresse recombinasi che facilitano il processo di ricombinazione tagliando l’anello e risaldando i due esoni, con formazione di una sequenza VJ casuale. Questo per quanto riguarda la catena leggera. Per le catene pesanti tra V (51) e J (6) sono presenti altri esoni, detti D (27). Si immagini quindi l’altissimo numero di combinazioni che si possono generare fra le varie catene pesanti e le varie catene leggere frutto di ricombinazione somatica tra questa enorme (seppur limitata) quantità di esoni differenti. Questo meccanismo spiega perché ai bambini venga la leucemia: come tutti i processi fisiologici, anche questo può andare incontro ad errori. Quando per sbaglio si ha una ricombinazione tra due pezzi per le immunoglobuline, ma con un oncogene (ad esempio Myc) l’oncogene, da silente, passa ad essere costitutivamente attivato in quanto sotto il controllo del promotore per le immunoglobuline, fortemente espresso a livello dei linfociti B. Si noti che il processo evolutivo che ha portato alla formazione di più frammenti V e quindi di immunoglobuline efficaci ha richiesto migliaia di anni per la formazione di un repertorio anticorpale. Questo ha causato delle notevoli differenze tra popoli vissuti per millenni isolati gli uni dagli altri ed esposti ad ambienti e pressioni selettive differenti. Ad esempio, gli inuit sono praticamente privi di sistema immunitario efficiente. Una volta generata la parte variabile, si ha un’ulteriore ricombinazione con la parte costante, che è comunque presente in più di una possibilità. Quindi si ha la trascrizione e lo splicing. Inoltre, la macchina per la duplicazione è prona a fare errori e a generare ulteriore diversità a livello degli anticorpi quando si ha la proliferazione delle cellule. Si noti che il fenomeno è individuale: avviene in cellule singole e diversamente in ciascuna di esse. Questo è anche il principio della vaccinazione: si iniettano degli antigeni attivati, che generano un pool di cellule della memoria per tali particolari agenti patogeni. La parte variabile ha come funzione solo quella di portare la porzione costante vicina all’antigene. La coda è deputata all’eliminazione dell’agente infettivo. Le porzioni costanti delle immunoglobuline, come abbiamo già detto, non sono tutte uguali: la loro presenza porta alla formazione di classi immunoglobuliniche differenti: µ IgM, d IgD, . IgG, a IgA, e IgE. Tali differenze servono ad attivare meccanismi di eliminazione differenti. 
La prima classe è quella delle immunoglobuline M. Esse hanno la caratteristica di formare una struttura pentamerica (cinque IgM, a loro volta tetrameri). Esse posseggono anche una catena cosiddetta J. Compaiono per prime nella risposta immunitaria, in quanto posseggono ben 10 siti di legame. La loro funzione è quella di attivare una cascata di reazioni detta del complemento (proteine presenti nel siero). Il complemento serve da cascata effettrice proteica per la lisi dei batteri e degli agenti patogeni in genere. L’immunoglobulina M è in grado di fissare una serie di molecole del complemento: C7, che a sua volta fissa C6, C5b, che formano un complesso reclutante C8 e C9 detto perforine: essa buca la membrana plasmatica inserendosi in essa. Il sistema, come tutte le cascate, si amplifica ad ogni passaggio, scatenando una notevole risposta anche con poche immunoglobuline legate. 
Le immunoglobuline G hanno invece la funzione di opsonizzare (rendere appetibili) i batteri. Esse sono inoffensive, ma sono capaci di attivare i macrofagi (immunità aspecifica). In assenza di IgG i macrofagi sono poco efficienti: esse favoriscono il legame e la fagocitazione dell’agente patogeno legandosi tramite appositi recettori al macrofago stesso. Essi riescono a riconoscere solo le IgG legate grazie ad un cambiamento conformazionale della porzione costante in seguito al legame della parte variabile con l’antigene. 
Le immunoglobuline A sono particolari: esse sono dei dimeri, unite da una catena J e da una catena, detta componente secretoria. Il pezzo secretorio fornisce la funzione a tali molecole, che non circolano nel sangue, ma sono fabbricate dai linfociti nel liquido extracellulare e, sotto forma di dimeri, legano la superficie adluminale delle cellule epiteliali (grazie al pezzo secretorio). Esse catturano i dimeri e li portano all’interno di una vescicola per transcitosi sul versante luminale. Qui la IgA viene secreta, sempre con il proprio pezzo secretorio. Si trovano nelle secrezioni e nelle mucose, formando una specie di vernice antibatterica. 
Le immunoglobuline E sono fondamentali anche in patologia, in quanto un’esasperazione di tale risposta immunitaria causa l’allergia. Esse posseggono la struttura tradizionale di tutte le immunoglobuline. Quando sono in circolo, esse vengono catturate dai recettori per le immunoglobuline E, posti sulla superficie dei basofili e dei mastociti (mast cells). Quando l’antigene lega l’immunoglobulina posta sulla superficie dei basofili, essi si degranulano, facendo fuoriuscire i propri contenuti (istamina, 5-idrossi triptamina, serotonina, eparina). L’istamina ha effetto in particolare sulla permeabilità dei vasi e sul loro tono muscolare (nei casi patologici anche su quello dei bronchi). 
I linfociti T, come già detto, sono morfologicamente indistinguibili dai linfociti B, ma sono funzionalmente differenti. Nel corso delle infezioni batteriche aumentano i linfociti B, mentre nel corso delle infezioni virali / tubercolosi aumentano i linfociti T. Il riconoscimento scientifico è possibile attraverso l’utilizzo di anticorpi fluorescenti specifici per i due tipi cellulari e l’utilizzo del cell sorter. Al microscopio elettronico il linfocita T mostra pochissimo reticolo endoplasmatico, in quanto non producono anticorpi. In queste cellule non sono le immunoglobuline ad essere riarrangiate, esposte e selezionate, ma la proteina integrale di membrana detta recettore delle cellule T (T cell receptor TCR). Essa espone il proprio C terminale nel citosol e il proprio N terminale dal versante extracellulare. Il sistema strutturale presenta una parte costante C e una parte variabile che contiene il sito di legame. Il recettore è un dimero costituito da una catena a e una ß. Esso è codificato da un’altra serie di geni che va incontro a riarrangiamento somatico. Anche i linfociti T subiscono una selezione clonale da parte dell’antigene. A differenza della risposta umorale, però, il recettore non viene mai secreto. Attraverso di esso riconoscono l’antigene sulla cellula e secernono molecole differenti, contenute in vescicole specifiche (perforine e serina proteasi principalmente). Le perforine sono proteine transmembrana anfipatiche, che formano un buco nella membrana cellulare (con quello che viene definito il kiss of death). Attraverso il canale vengono iniettate le proteasi, che attivano una cascata di eventi, per amplificare la risposta, che ha come risultato l’attivazione delle procaspasi e l’induzione dell’apoptosi. (Linfociti T citotossici). Un altro meccanismo di uccisione è mediato invece da Fas. Sulla superficie del fattore infettante è presente il recettore Fas, che ha funzione di attivare rapidamente l’apoptosi mediante la via estrinseca. La cellula T citotossica porta sulla superficie dei ligandi di Fas (la cellula viene riconosciuta sempre mediante il legame antigene-TCR). Questo porta al legame di un adattatore, all’attivazione della procaspasi 8 e all’apoptosi. 
Non tutti i linfociti T sono citotossici, esistono anche i linfociti T helper e i linfociti T suppressor. I T helper si formano con lo stesso meccanismo di selezione clonale ed esprimono sulla loro superficie dei recettori che mediano il contatto con gli antigeni non solubili, ma esposti sulle cellule attivate APC (che li mostrano su apposite molecole MHC). I linfociti T helper effettori producono citochine, molecole solubili che attivano i macrofagi e i T citotossici. Essi sono attivati in maniera molto specifica, però producono tali linfochine che reagiscono in maniera aspecifica. Questo è il cosiddetto effetto bystander importante per capire molte reazioni allergiche ed autoimmuni. La restrizione dell’H2 è un processo molto complesso che assicura il riconoscimento del self e l’eliminazione delle cellule di qualsiasi natura che siano non self. Questo sistema è basato sul fatto che le cellule T riconoscono come estranee molecole che sono prima processate dai macrofagi, piccoli peptidi detti apteni, presentati da cellule (le antigen presenting cells) che hanno sulla superficie molecole di adesione e l’MHC. I TC riconoscono l’MHC I, i TH riconoscono l’MHC II presentanti l’antigene e sono attivati da questi. La struttura di queste molecole MHC è molto simile a quella del T cell receptor, ma sono molto più aspecifici nel legare gli apteni estranei. Quando un agente patogeno entra, la prima reazione è quella mediata dai fagociti (sistema reticolo istiocitario), che internalizzano e degradano il batterio, formando dei frammenti peptidici, esposti sulla superficie montati su molecole del complesso maggiore di istocompatibilità. Tali cellule, drenate dalla linfa, vengono riversate nel seno marginale dei linfonodi. All’interno della corteccia linfonodale la antigen presenting cell viene a contatto con le T cells che hanno generato casualmente il TCR complementare a tale complesso MHC-aptene. Si ha l’espansione del clone corretto, mediata dal peptide antigenico e da proteine costimolatorie. Si ottengono linfociti T attivi, che, riversati nell’ilo, vanno all’interno della circolazione sistemica. Circolando, riconoscono ed uccidono i microbi eventuali che sono riusciti ad introdursi nell’organismo, venendo ulteriormente stimolati dai macrofagi. 
Le molecole MHC sono proteine con una grandissima variabilità all’interno della popolazione. Non si formano per ricombinazione come le immunoglobuline, ma si ereditano come tali. L’evoluzione ha fatto sviluppare decine e decine di alleli differenti. Questo perché tale molecola serve a preservare l’identità biologica dei diversi individui della specie. I linfociti T riconoscono l’MHC. Si ha una selezione a livello del timo. I linfociti T che non esprimono un TCR o esprimono un TCR che non riconosce il complesso MHC+aptene muoiono naturalmente. I linfociti che riconoscono fortemente il proprio MHC e un proprio peptide sono selezionati negativamente, perché potrebbero essere pericolosissimi per la salute dell’individuo. Solamente i linfociti che esprimono un recettore in grado di riconoscere l’MHC modificato con un pezzo di aptene estraneo oppure con un MHC differente vengono selezionati. Si noti che in tutto questo è necessaria la generazione di diversità, che permette il riconoscimento di ciò che è self da ciò che è non self e che impedisce il ritorno indietro per ibridazione. La natura genera casualmente una serie di recettori che riconoscono il proprio MHC, se essi si riproducono sfuggendo al loro destino di morte, si sviluppano malattie autoimmuni che riconoscono come non self ciò che invece è self. 
EMOPOIESI L’emopoiesi è il processo di generazione delle cellule del sangue, siano esse eritrociti, leucociti… Essa ha fornito il modello di identificazione delle cellule staminali che è stato poi applicato a tutti gli altri tessuti dell’organismo. Il sangue è un tessuto labile: i diversi sottotipi cellulari hanno emivita differenti, che si adattano alle diverse esigenze fisiologiche espletate da ogni sottopopolazione. Gli eritrociti hanno emivita di 120 giorni. I neutrofili sono le cellule ad emivita più breve, da 6 ore ad alcuni giorni. Gli eosinofili e le piastrine dagli 8 ai 12 giorni. I monociti hanno emivita molto lunga, che può andare da alcuni mesi ad anni (una volta in cui si installano nei tessuti diventano macrofagi). Per quanto riguarda i basofili, è difficile da definire un’emivita, in quanto sono in equilibrio con i mastociti residenti nei tessuti. I linfociti sono difficili da notare. L’unica cosa certa è che le cellule memoria hanno vita lunghissima se non immortale. Quali sono le sedi tissutali dell’emopoiesi? Dopo la nascita i tessuti interessati dalla generazione della frazione figurata del sangue sono le ossa: dopo la nascita prendono parte al processo anche le ossa lunghe quali tibia e femore, mentre nell’adulto l’emopoiesi ha sede fondamentalmente nelle ossa corte e piatte quali le vertebre, le coste e lo sterno. Nella vita embriofetale, a partire dal quarto mese, si inizia a formare il midollo, da cui genereranno le cellule per tutta la vita dell’individuo. Il sangue, però, deve iniziare a formarsi con estrema precocità, molto prima del 4° mese di gravidanza. La prima sede di emopoiesi è l’annesso embrionale del sacco vitellino, che poi si esaurisce prima del terzo mese. La prima sede importante è il fegato, che è attivo dalla sesta settimana fino alla nascita, e la milza. In situazioni patologiche quali anemie molto gravi, essi si possono riattivare per sopperire alla richiesta di cellule sanguigne (in particolare globuli rossi) che non può essere soddisfatta dalle sedi naturali. Spesso, inoltre, sono ospiti di neoplasie del tessuto emopoietico. Colme già detto, le sedi nell’adulto sono le ossa corte o piatte e le epifisi delle ossa lunghe. Il prelievo di tessuto emopoietico per analisi strumentale viene effettuato da sedi sicure e di accesso favorevole. Si escludono pertanto le vertebre, a favore dello sterno e della cresta iliaca. 
Il midollo osseo emopoietico, osservato al microscopio ottico, si presenta come una mistura di cellule molto “disorganizzate”, con un’architettura non così ben definita. Esso è un tessuto fluido, con cellule non legate fra loro o ad una matrice extracellulare (esso può quindi essere prelevato per aspirazione). In esso sono presenti molti adipociti ed è ampiamente vascolarizzato (si notano facilmente i globuli rossi). La maggior parte delle cellule si presenta con un grosso nucleo ed uno scarso citoplasma (caratteristica comune alle cellule staminali, che non sono differenziate). Talvolta si riscontrano delle cellule simili a granulociti neutrofili ed elementi molto grossi, polinucleati, che prendono il nome di megacariociti. Il limite del tessuto osseo è uno strato di cellule di matrice connettivale, l’endostio. L’ambiente delimitato all’interno, spongioso, è ampiamente vascolarizzato, con una vena principale e molti capillari, detti sinusoidi, caratterizzati da endotelio discontinuo, in cui il contenuto è direttamente a contatto con la matrice cellulare, dove si creano delle nicchie con colonie clonali emopoietiche, che devono poi essere liberate all’interno della circolazione. I sinusoidi permettono un facile passaggio delle cellule nella circolazione. In genere da singole colonie si genera un solo tipo cellulare. 
L’albero genealogico dell’emopoiesi è stato determinato solamente in tempi recenti, con anni di studio iniziati negli anni 1960. I progenitori multipotenti staminali emopoietici (HSC) si suddividono in cellule long term e short term. Queste ultime, pur essendo in grado di autorinnovarsi e di formare tutti i componenti dell’albero genealogico, hanno una vita limitata rispetto alle prime. Da esse originano i primi due grandi filoni di progenitori (commitment), che non sono più in grado di rinnovarsi: i progenitori linfoidi comuni (common lymphoid progenitor CLP IL-7R+)ei progenitori mieloidi comuni (common myeloid progenitor CMP IL-7R -). Dai CLP derivano i Pro-T, da cui derivano i linfoblasti T, e i Pro-B, da cui derivano i linfoblasti B. Dai CMP derivano i progenitori granulocitomonocitari (GMP), che producono mieloblasti e monoblasti; ei progenitori megacariocitoeritrocitari (MEP), che producono megacarioblasti ed eritroblasti. Questi progenitori costituiscono il compartimento di amplificazione transiente del tessuto emolinfatico. Le linee al fondo iniziano ad acquisire le caratteristiche morfologiche tipiche delle loro famiglie cellulari, ma il commitment si assume con un qualcosa che è fenotipicamente poco evidente, in quanto al microscopio le cellule progenitrici sembrano tutte uguali. Man mano che si procede nell’albero genealogico il commitment diventa sempre più forte e irreversibile. Esse esprimono o non esprimono recettori per determinati fattori quali l’interleuchina 7, l’eritropoietina o l’M-CSF. Come sono state identificate le HSC e le cellule committed? È stato necessario lo sviluppo di alcune tecnologie fondamentali per la biologia cellulare e l’istologia: la produzione di anticorpi sintetici monoclonali, in modo tale da poter discriminare le cellule che reagiscono con combinazioni differenti di essi; l’isolamento e la purificazione tramite FACS. Dopo aver incubato una mistura di cellule emopoietiche con gli anticorpi, li si inserisce in tale macchinario, che possiede un capillare in grado di generare gocce contenenti una sola cellula. Un raggio laser stimola la fluorescenza degli anticorpi marcati legati alla cellula, riuscendo ad analizzare e ad identificare tale cellula. Essa viene quindi polarizzata mediante una carica elettrica e deflessa da un campo elettrico uniforme. Le HSC umane esprimono CD34 (solo loro) Thy-1, bassi livelli di Kit e non esprimono Lin (marcatori di lineare) e CD38. Questo è un isolamento cosiddetto “prospettico”: bisogna infatti ancora dimostrare che tali cellule posseggono effettivamente funzioni diverse. Sono quindi stati effettuati saggi di autorinnovamento e differenziamento in vitro e saggi di ripopolamento midollare in vivo (che hanno permesso anche di comprendere le ripercussioni cliniche del trapianto a scopi terapeutici). Per quest’ultimo studio, dei topi sono stati irradiati con raggi X che eliminano il midollo osseo (processo detto di ablazione). Tramite un’iniezione si possono iniettare le cellule staminali ed osservare cosa accade al topo: esso è nuovamente in grado di produrre cellule del sangue. Il trapianto di midollo osseo è ormai da alcuni decenni un presidio medico fondamentale per il trattamento di tutta una serie di malattie altrimenti ad esito infausto. Un passo ulteriore che si sta studiando è la terapia genica sulle HSC e quindi il trapianto su tessuto ablato. Malattie che potrebbero essere curate tramite questa tecnica (ma talvolta essa non è la prima scelta per costi/rischi) potrebbero essere la ß-talassemia, l’anemia falciforme, le porfirie, la SCID, X-ALD, l’anemia di Fanconi. Nella SCID X-linked con deficit della catena . comune si ha un problema con i CLP per cui gli individui sono completamente privi dell’immunità adattativa, essendo proni a gravissime infezioni. Infettando HSC con un vettore retrovirale contenente il gene sano per la .-chain, i CLP hanno ripreso a funzionare. Il grande problema di tale terapia è che i vettori sono dei potentissimi mutageni, in questo caso molto spesso si genera una leucemia. 
Linea granulocitaria (mieloide) La cellula iniziale è il mieloblasto, una cellula anonima, con un grosso nucleo e uno scarso citoplasma, da cui derivano il promielocita, e quindi il mielocita. Essi esistono di tre tipi differenti (neutrofilo, basofilo ed eosinofilo). Il metamielocita inizia a caratterizzarsi a livello del nucleo, e la completa maturazione dà vita ai granulociti dei tre tipi. Che cosa avviene? La cosiddetta granulopoiesi: mentre il mieloblasto non possiede granuli, il promielocita inizia a possedere i granuli azzurrofili, che gemmano dall’apparato di Golgi. Nel mielocita compaiono i granuli secondari, specifici. Nei metamielociti il citoplasma è ormai pieno, il Golgi si atrofizza e il nucleo assume la forma caratteristica. 
Linea eritroide La linea eritroide prende avvio dal proeritroblasto (20 ore), una cellula con un grosso nucleo ed uno scarso citoplasma, da cui deriva l’eritrobasto basofilo (20 ore), in cui il citoplasma si colora con coloranti basici quali l’ematossilina a causa della presenza di molto RNA messaggero che codifica per l’emoglobina. Si ha quindi l’eritroblasto policromatico (25 ore), con un’espansione del citoplasma ricco di emoglobina (eosinofila) ma in cui è ancora presente dell’mRNA; da cui deriva l’eritroblasto ortocromatico (30 ore,) in cui il citoplasma contiene solo più emoglobina, e quindi il reticolocita (3 giorni): il nucleo è stato estruso ma sono presenti ancora delle vestigia. Si forma quindi l’eritrocita maturo (120 giorni). Fino all’eritroblasto policromatico il precursore è in grado di effettuare la mitosi. La sintesi richiede quindi all’incirca una settimana. 
Megacariociti 
Un megacariocita è un’enorme cellula polinucleata, che deriva dal MEP attraverso il passaggio differenziativo preliminare a megacarioblasto. Può presentare un nucleo anche di 60-70µm ed assume una disposizione particolare: esso è posta appena sotto alla membrana basale dell’endotelio discontinuo dei sinusoidi e manda dei prolungamenti direttamente all’interno dei vasi. Da essi gemmano in continuazione le piastrine. 
Linea linfoide 
I linfociti B completano la maturazione a livello del midollo osseo, esprimendo le IgD e le IgM. I linfoblasti T, invece, si sviluppano a livello midollare ma migrano successivamente nel timo, dove vengono selezionati e maturano completamente. 
Segnali che regolano l’emopoiesi Si è compreso che le HSC nel midollo osseo hanno bisogno di una nicchia per essere funzionali: il contatto con l’endostio e con l’osteoblasta è necessario per il mantenimento della staminalità. La cellula staminale non è un’entità, ma è tale in senso funzionale, ovvero se si trova nelle condizioni ambientali corrette. Nelle due cellule che si formano dalla mitosi, solo una riesce a mantenere il proprio posto all’interno della nicchia, che garantisce il mantenimento della staminalità e quindi l’autorinnovamennto. Quella che non riesce diventa committed. In condizioni appropriate e particolari, alcune cellule staminali possono andare incontro a divisione simmetrica con amplificazione del pool di cellule staminali. 
Il mantenimento della staminalità è sempre dovuto alla presenza dei segnali Wnt e Delta, e dei recettori Frizzled e Notch. Inoltre nel caso delle HSC è necessaria anche la presenza del ligando SCF (espresso dagli osteoblasti, stem cells growth factor) e del corrispettivo recettore tirosina chinasico Kit. Tutti e tre i ligandi non sono solubili, ma sono ancorati alla membrana cellulare dell’osteoblasta nella nicchia, oppure sono secreti a strettissima paracrinia. L’elemento importante è questo fattore trascrizionale, Bmi1, trascritto a livelli molto elevati nelle HSC, indotto dai segnali di autorinnovamento, che ha a sua volta una serie di bersagli. Tra essi, induce l’espressione (mantenendola elevata) della telomerasi e inibisce l’espressione del locus Ink4A (p16 – CKI e p19 – che stimola p53 e l’apoptosi) 
Altri segnali che regolano l’emopoiesi sono l’interleuchina-3, che stimola la proliferazione di quasi tutti i progenitori e precursori (prodotta da linfociti T e epidermide); l’eritropoietina, i cui bersagli sono i MEP e gli eritroblasti (prodotta dalle cellule juxtaglomerulari sensibili alla pO2); il Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor (GM-CSF), che ha come bersaglio le GMP (prodotto da linfociti T, endotelio e fibroblasti); il G-CSF che ha come bersagli i GMP e i mieloblasti e l’M-CSF, che ha come bersagli i GMP e i monoblasti. Ad eccezione dell’Epo, quasi tutte le cellule del microambiente midollare secernono tali fattori. Essi controllano, mediante cascate di trasduzione del segnale, una serie di fattori trascrizionali con attivazione di programmi genetici specifici. Questo è reso possibile dall’espressione esclusiva di alcuni recettori solo da parte di gruppi precursori specifici. Si attivano quindi set di fattori trascrizionali. Nei MEP, GATA-1 e GATA-2 sono fondamentali per l’espressione dei geni della globina. 
LE LEUCEMIE Si dicono leucemie le neoplasie che si sviluppano in questi tessuti. Esse si distinguono in mieloidi e linfoidi a seconda delle cellule di quale serie coinvolgano. Esse sono caratterizzate dalla formazione di una popolazione di cellule relativamente indifferenziate e si distinguono una forma cronica ed una forma acuta. 
Leucemia mieloide cronica 
All’analisi microscopica di uno striscio di sangue periferico si notano tante cellule grosse, con un grosso nucleo, che in genere non compaiono nel sangue periferico sano: si tratta di progenitori mieloidi liberati nel sangue in grandi percentuali (tale fenomeno è fisiologico in minuscole percentuali). Si nota anche un aumentato numero di granulociti, alcuni normali, altri patologici, molto giovani e privi di polilobature. Il processo di differenziamento tissutale tende lo stesso ad arrivare a termine. Le cellule mutate esprimono la proteina chimerica Bcr-Abl. Sono tumori monoclonali: è sufficiente che una sola HSC riceva tale mutazione per diventare una leukemic stem cell. Essa dà vita ad un suo albero genealogico di CMP e GMP: il differenziamento, se pur aberrante, tende a procedere. La patologia può mantenersi per lungo tempo invariata, con una situazione patologica relativamente modesta. Tuttavia, talvolta, i soggetti affetti da tale neoplasia vanno incontro alla cosiddetta crisi blastica con trasformazione in leucemia mieloide acuta. 
Leucemia mieloide acuta 
Tale patologia neoplastica può insorgere anche senza la fase cronica. Al microscopio il sangue periferico mostra tante cellule anomale, grosse, con un nucleo voluminoso e scarso citoplasma. Sono i blasti e le cellule progenitrici. Si nota anche la mancanza di elementi differenziati o pseudo differenziati. Per il passaggio a tale forma, oltre ad una mutazione di Bcr-Abl, è necessaria anche una riattivazione del segnale di Wnt a livello della ß-catenina, che riattiva la staminalità di L-CMP e L-GMP, con formazione di blasti con blocco differenziativo. Questo è molto pericoloso, in quanto l’emopoiesi viene scalzata completamente: non si hanno eritrociti e leucociti. 
Le leucemie mieloidi acute si distinguono quindi in vari sottotipi: ­M0-M1-M2 mieloblastica ­M3 promielocitica 
­ M4 mielo-monocitica  
­ M5 monocitica  
­ M6 eritroblastica  

­M7 megacarioblastica 
I vasi sanguiferi e linfatici 
I vasi sanguiferi decrescono, per quanto riguarda il diametro, allontanandosi dal cuore ed andando alla periferia, come arterie (dai 25mm ai 5µm di diametro) e aumentano notevolmente di diametro andando dalla periferia al cuore come vene (dai 5µm ai 30mm). L’elasticità dei vasi, assieme alla diminuzione del loro diametro, consente di ottenere, a livello delle arteriole ed in seguito dei capillari, di un flusso continuo a partire da un flusso pulsatile. Questo è fondamentale per la corretta perfusione dei vari organi, che altrimenti si troverebbero nella condizione di lavorare in maniera pulsatile anch’essi, a seconda della disponibilità di nutrienti. Sia le arterie che le vene posseggono tre strati principali di tessuto, dette tonache o anche tuniche: la tonaca avventizia è costituita da tessuto connettivo ed è la più esterna; la tonaca media è costituita da tessuto elastico e muscolare, la tonaca intima è costituita dall’endotelio (tessuto epiteliale) e dal subendotelio (tessuto connettivo elastico). Nei capillari si ha invece il semplice endotelio con la sua membrana basale, circondato talvolta dai periciti, che sono cellule contrattili con la funzione fondamentale di contrarre il vaso e di talvolta chiuderne il lume, regolando la perfusione dei diversi tessuti. 
ENDOTELIO Le cellule endoteliali hanno tutta una serie di funzioni fondamentali per la corretta circolazione sanguigna: essi mediano gli scambi di molecole e dei gas tra il sangue ed i tessuti. Hanno la funzione metabolica di indurre la lipolisi delle lipoproteine mediante l’enzima lipoproteina lipasi, sintetizzato dalle cellule stromali ma espresso sulla loro membrana, modulano l’emostasi mediante la produzione di fattori anticoagulanti (prostacicline) e la secrezione di fattori proaggreganti nello strato inferiore (fattore di von Willebrand e fattore tissutale). Controllano il flusso e la pressione del sangue mediante la produzione di fattori di regolazione quali l’ossido di azoto (NO), l’endotelina, l’attivazione dell’angiotensina I in II. Mediano il traffico dei leucociti con la produzione di segnali chemiotattici e favorenti la diapedesi (interleuchine) e controllano l’angiogenesi e la vasculogenesi (e quindi indirettamente la riparazione dei tessuti in generale) mediante secrezione di PDGF, FGF e CSF. 
ARTERIE ELASTICHE Il miglior esempio di arteria elastica è l’aorta, con un diametro di 2,5mm e uno spessore della parete di circa 2mm. Partendo dal lume si incontrano i sottili strati dell’endotelio, della lamina basale e della lamina elastica. La tonaca media è quindi composta da numerosi strati sovrapposti di tessuto connettivo elastico. Durante la sistole, il sangue tende a dilatare il vaso. Queste fibre si tendono leggermente, rilasciandosi quindi e fornendo un’ulteriore piccola propulsione. Più esternamente si ha la tonaca avventizia, con piccoli vasi per il nutrimento di tutti questi strati di tessuto, detti vasa vasorum. 
La proteina elastina è costituita a livello microscopico e molecolare da catene polipeptidiche molto convolute, unite da legami fra catene laterali di lisina (residui di desmosina e isodesmosina). Essa può andare quindi incontro a stiramento e riassumere la propria conformazione aggrovigliata quando lo stimolo tensivo termina, fornendo pertanto al tessuto una proprietà di elasticità. L’arteriosclerosi è il processo patologico di perdita di elasticità della parete vasale, dovuta ad una alterazione di struttura delle tonache, che deriva generalmente dalla aterosclerosi. Questa è l’alterazione focale della parete vasale a causa di un accumulo di lipidi nelle cellule miointimali, nei macrofagi e nello spazio extracellulare, che media la graduale sostituzione della tonaca media con fibrocollagene (in quanto a causa della placca ateromasica si ha un processo di infiammazione locale cronica). Questa alterazione tende a modificare anche la struttura dell’endotelio, favorendo l’insorgenza di trombi. Fattori predisponenti a tale patologia sono l’ipertensione, le dislipidemie, il fumo, il diabete e fattori costituzionali (genetici, sesso maschile, età). 
ARTERIE MUSCOLARI Un esempio di arteria muscolare è una coronaria, dal diametro di 4mm e lo spessore della parete di circa 1mm. Esse sono caratterizzate dalla presenza nella tonaca media di tessuto muscolare liscio, al posto di tessuto connettivo elastico. Posseggono inoltre una lamina elastica interna ed esterna sempre a livello della tonaca media. La proprietà di tali arterie è la capacità di restringere od aumentare il proprio calibro, e quindi di distribuire il sangue ai diversi tessuti a seconda delle necessità. 
ARTERIOLE Esse sono presenti all’interno degli organi e per questo non sono più isolabili dal tessuto estraneo. Non sono nemmeno più visibili ad occhio nudo, in quanto il loro diametro è di circa 20µm e lo spessore della loro parete è di 15µm. La tonaca avventizia si confonde con il connettivo che circonda l’arteriola. La tonaca media è sempre costituita da un tessuto muscolare liscio per il controllo del lume arterioso. 
MICROCIRCOLAZIONE Dalle arteriole si formano le metarteriole, da cui sfioccano i capillari che permeano i vari tessuti. Essi hanno varie caratteristiche. Si formano dei plessi capillari, che solitamente presentano shunt arterovenosi, che permettono una migliore gestione della distribuzione ematica nei vari distretti. Nei capillari, infatti, sono presenti degli sfinteri precapillari, ispessimenti del vaso che garantiscono a livello molto fine la regolazione del flusso ematico, costituiti da periciti. È in questi punti che agisce l’ossido di azoto. Possono anche esistere dei capillari glomerulari e le cosiddette reti mirabili o portali, con capillari che non cambiano natura da arteriosi a venosi, ma rimangono arteriosi (come nel glomerulo renale) o rimangono venosi (come nell’ipofisi). I capillari posseggono un diametro molto piccolo, di circa 5µm, per cui gli eritrociti devono deformarsi, assumendo una tipica forma a cuneo. Lo spessore della parete è di circa 1µm . I capillari si distinguono in continui, in cui le cellule endoteliali sono unite da giunzioni e la membrana basale è continua (sono presenti in polmone, cervello, timo, testicolo, osso, muscolo, con la formazione di barriere); fenestrati, in cui le cellule endoteliali possono non essere unite perfettamente da giunzioni ma la membrana basale è integra (sono presenti nei villi intestinali, nei plessi corioidei, nelle ghiandole endocrine e nel rene); o discontinui quando anche la membrana basale è interrotta (fegato, midollo osseo, milza). 
VENULE E VENE Nelle venule e nelle vene, all’interno dei vasi, si distingue la presenza di valvole a nido di rondine, che si oppongono al reflusso. Il drenaggio del sangue, ormai privo della forza propulsiva del ventricolo sinistro, è garantito dal tono muscolare. Anche essi possono andare incontro a processi degenerativi della parete, che generalmente sono meno pericolosi, con la formazione delle cosiddette vene varicose (che possono però provocare ristagno di sangue e talvolta trombosi). 
VASI LINFATICI Sono i vasi che drenano dalla periferia fino al dotto toracico la linfa. Esso si getta nella vena succlavia destra. Posseggono una parete molto sottile, costituita da endotelio linfatico e con valvole simili a quelle venose per impedire il reflusso (ricordiamo che i vasi linfatici partono dai tessuti, senza alcun organo che pompi tale liquido). Essi non contengono gli eritrociti, ma le cellule del sistema immunitario e, in molti casi, agenti patogeni che causano linfadeniti. La strada linfatica è anche percorsa solitamente dalle cellule tumorali. 
L’ANGIOGENESI (capacità delle cellule neoplastiche) Lo sviluppo dei vasi sanguiferi è uno dei primi eventi che avvengono durante lo sviluppo embrionale, ed è fisiologico durante tutto il periodo di sviluppo ed accrescimento dell’individuo. Nell’adulto è fisiologico per le donne, per la ricostituzione dell’endometrio dopo la mestruazione e la formazione della placenta. Esistono però tutta una serie di situazioni patologiche in cui avviene tale processo, dalla riparazione dei tessuti dopo una ferita al cancro, all’infiammazione a patologie più specifiche (artrite reumatoide, psoriasi, retinopatia diabetica). Dopo un danno vascolare, nel giro di pochi giorni, inizia un vigoroso processo di rigenerazione. Questo è fondamentale, in quanto si ricordi che nessun tessuto può sopravvivere se si trova a distanza maggiore di 1-2mm da un vaso sanguigno. Tale processo avviene mediante la cosiddetta “gemmazione” (sprouting) di nuovi capillari a partire da un capillare danneggiato: una cellula endoteliale genera un prolungamento citoplasmatico pseudopodico (la gemma) e, man mano, tutta la cellula segue tale prolungamento, portando dietro di sé le altre cellule della parete (e stimolando la proliferazione cellulare). Vari fattori hanno azione proangiogenetica e sono fondamentali perché il processo avvenga in modo ordinato, rimanga sotto controllo, emettendo segnali di inibizione laterale (la cellula gemmante inibisce le cellule immediatamente adiacenti mediante i segnali Delta LL4-Notch e il contatto pericitico). Segnali positivi che indirizzano la formazione del nuovo vaso sono VEGF, che si lega ad una serie di recettori, di cui VEGFR è il principale, ed è il più specifico. HGF, il sistema Semaforina-plexina, Netrin-UNC5B, SLIT-ROBO4. Tutti questi segnali si ritrovano anche nel sistema nervoso, a costituire l’axon guidance, ovvero il segnale che regola la formazione e il direzionamento dell’assone (per chemiotassi vera e propria). Il fattore di crescita vasculo-endoteliale (VEGF vascular-endothelial growth factor) è in realtà un’intera famiglia di segnali, correlati strutturalmente, che possono legare fino a tre recettori distinti (VEGFR-1/2/3). Bisogna ricordarsi che VEGF-A agisce su VEGFR-2 stimolando l’angiogenesi, mentre VEGF-C, agendo su VEGFR-3 agisce sulla linfoangiogenesi. I capillari si formano perché nel tessuto si viene a creare un gradiente di VEGF: le cellule iniziano a secernerlo quando la pressione parziale di ossigeno nel tessuto è troppo bassa e rischiano di andare in ipossia. Il meccanismo che induce le cellule è un sensore della pO2. Quando la quantità di ossigeno è bassa, aumenta la concentrazione del fattore trascrizionale HIF-1a (Hypoxia inducible 
factor), che non è più inibito. Esso viene prodotto costitutivamente e costitutivamente degradato 
dal proteasoma mediante una idrossilazione catalizzata dalla HIF prolina idrossilasi. HIF-OH, infatti, 
viene riconosciuto da pVHL (von Hippen Lindau protein) ed è portato al proteasoma. La prolina 
idrossilasi possiede un gruppo prostetico che lega l’ossigeno. Quando esso è presente in quantità, 
si ha una funzione ottimale dell’enzima, con degradazione di HIF-1. Quando la concentrazione è 
ridotta, essa non funziona bene e HIF-1 può agire da fattore trascrizionale. 
Esso, infatti, si sposta nel nucleo, unendosi a HIF-1ß (costitutivo) e agisce promuovendo la sintesi 
di differenti geni, tra cui VEGF. 

Anche le cellule tumorali producono VEGF quando sono in ipossia, procurandosi la 
vascolarizzazione. In molti tumori, inoltre, HIF è iperattivo, anche in condizioni di normossia. 
Questo non è dovuto ad una mutazione nel suo gene, ma ad altri aspetti, quali l’inattivazione di 
pVHL (che agisce quindi da oncosoppressore) oppure l’elevata presenza di NFkB, che media la 
sintesi di HIF (ed è quindi un oncogene). 
Anticorpi anti VEGF sono stati recentemente progettati (Bevacizumab-Avastin) per l’inibizione 
dell’angiogenesi nella malattia tumorale. Tuttavia, si è visto che l’efficacia è limitata (solamente in 
alcuni casi funzionano bene) ed inoltre in alcuni casi tale terapia può essere pericolosa, avendo 
effetti prometastatici (l’iperattivazione di HIF dovuta alla mancata vasculogenesi induce 
l’espressione di fattori pro-migratori per le CSC quali SDF-1/CXCR4 e Met). Le cellule in ipossia, 
quindi, inducono l’angiogenesi e migrano verso tessuti ossigenati. 

SISTEMI DI MATURAZIONE VASALE 
La costituzione della parete vasale complessa deve essere necessariamente regolata da altri fattori. 
Le angiopoietine (in particolare Ang1 e Ang2) agiscono sul recettore Tie2, Ang1 stimolandolo e 
Ang2 inibendolo. 
Ang1 induce l’assemblaggio della parete vascolare. A livello capillare si ha un circuito paracrino per 
cui le cellule mesenchimali (i precursori dei periciti) secernono Ang1 e stimolano la produzione di 
PDGF nelle cellule endoteliali. PDGF attiva le cellule mesenchimali a formare i periciti. Ang2 è 
importante per il continuo rimodellamento della rete vascolare: la parete tende a disassemblarsi, 
rendendo possibile lo sprouting di un nuovo capillare. 
L’efrina-B2 lega, tra gli altri, l’RTK EphB4, che media la definizione della identità arterovenosa (le 
cellule della parete arteriosa esprimono il ligando, le cellule venose esprimono il recettore). La 
neurofilina serve a stabilizzare tale processo. 
Questi meccanismi avvengono anche negli embrioni. Si ha la formazione di una prima rete 
disordinata, basata esclusivamente su VEGF e quindi sul rimodellamento delle angiopoietine e 
delle efrine. 

I tessuti connettivi 
Tutti i tessuti connettivi sono caratterizzati dalla presenza di una abbondante matrice 
extracellulare, che è secreta dalle cellule stesse (i fibroblasti, condroblasti ed osteoblasti). Esse 
hanno forma e funzioni molto differenti ma componenti fisse, in percentuali differenti a seconda 
del tipo di tessuto connettivo: glucosamminoglicani, proteoglicani, collagene, elastina e 
fibronectina. 
A seconda delle proporzioni e della organizzazione tridimensionale si riconoscono i tessuti 
connettivi: lasso, denso (irregolare e regolare), reticolare, elastico; il tessuto adiposo (uniloculare o 
multiloculare), il tessuto cartilagineo (ialino, elastico, fibroso) e il tessuto osseo. I tessuti connettivi 
propriamente detti sono i primi quattro, tra i tessuti connettivi particolari è compreso anche il 
sangue e il tessuto emopoietico. 

Le fibre di collagene sono di quattro tipi differenti, con distribuzioni differenti all’interno dei vari tessuti connettivi (permettendo quindi una identificazione anatomopatologica e immunoistochimica anche dell’origine di neoplasie scarsamente caratterizzate morfologicamente). Il collagene di tipo I è presente in ossa, tendini, derma e connettivo denso (una sua mutazione causa l’osteogenesi imperfetta). Il collagene di tipo II è presente nella cartilagine (una sua mutazione causa una displasia cartilaginea). Il collagene di tipo III è presente nelle pareti vascolari, nei tessuti sottomucosi e nelle fibre reticolari (la sua mutazione causa la sindrome di Ehlers-Danlos). Il collagene di tipo IV è il costituente fondamentale delle membrane basali. Tali tessuti sono luogo di numerosi traffici cellulari, in particolar modo per quanto riguarda le cellule del sistema immunitario. Tutti i tipi di tessuti connettivi sono di origine mesodermica: le cellule proprie del connettivo derivano tutte da un progenitore comune, la cellula staminale mesenchimale, una cellula pluripotente da cui possono derivare i fibroblasti, i condroblasti (e i condrociti), gli osteoblasti (e gli osteociti), le cellule endoteliali e muscolari lisce e forse gli adipociti. 
TESSUTO OSSEO Il tessuto osseo è un tessuto specializzato, in cui la matrice extracellulare (detta sostanza osteoide) è solida, mineralizzata. Essa contiene infatti molecole inorganiche (cristalli di idrossiapatite contenenti calcio e ioni fosfato) ed ha un basso peso specifico. Conferisce resistenza alle forze di trazione e di compressione, garantendo un’elevata elasticità. Ha sia funzioni meccaniche di sostegno e protezione che funzioni metaboliche di riserva di ioni 
Ca2+ 
. Esso può presentare due strutture macroscopiche differenti, definite di osso spugnoso (o spongioso o trabecolare) e di osso compatto. Nelle epifisi e parzialmente nel canale midollare (ricco di tessuto midollare giallo caratterizzato da una grande quantità di adipociti) si ha tessuto spugnoso, formato da finissime trabecole ossee che permettono una grande resistenza ed un basso peso. Nella diafisi e molto sottilmente nelle epifisi, si ha invece un tessuto osseo compatto. All’esterno si trova una membrana di tessuto connettivo denso, chiamata periostio, che a livello delle articolazioni è sostituita dalla cartilagine articolare, liscia, ricoperta di secrezioni viscose sinoviali per ridurre al minimo l’attrito. Il periostio è costituito da uno strato più esterno di fibre di collagene (fascia di Sharpey) e uno strato interno contenente i precursori osteogenici. Essi derivano dalla cellula staminale mesenchimale ma hanno ristretto la loro attività rigenerativa agli osteoblasti (e quindi indirettamente agli osteociti). Il tessuto compatto è costituito da sistemi circonferenziali di lamelle più esternamente che costituiscono la circonferenza completa dell’osso e più internamente sistemi cilindrici eccentrici, detti osteomi. Tra un osteone e l’altro è presente il sistema interstiziale, amorfo, costituito dai residui dei vecchi osteoni. Sono distinguibili un sistema circonferenziale esterno, che decorre attorno a tutto l’osso, e un sistema circonferenziale interno, che decorre attorno al canale. A ricoprire le cavità ossee si ha l’endostio, costituito da tessuto compatto fibroso, che ricopre anche le trabecole dell’osso spugnoso e, in generale, tutto il tessuto che sta a contatto con il midollo. Uno strato di connettivo fibroso riveste anche i canali di Havers. Essi sono il centro degli osteoni, in cui scorre il vaso sanguigno. Da essi si dipartono, più orizzontalmente, i canali di Volkmann. Gli osteoni presentano delle lacune che formano logge che accolgono le cellule dell’osso: gli osteociti. Si ricordi che i preparati di osso per l’osservazione microscopica non si possono preparare con le normali metodiche istologiche, ma si ottengono per usura: da una fetta non troppo sottile, con la carta vetro, si ottiene uno strato sottilissimo (privo solitamente di sostanze organiche rimosse durante il processo) che viene osservato senza colorazione. Si notano dei canalicoli in cui gli osteociti emettono dei prolungamenti. Anche l’osso spugnoso è caratterizzato da una struttura lamellare, ma in questo caso non si formano gli osteoni. Si ritrova in abbondanza nelle epifisi delle ossa lunghe e forma la maggior parte del corpo delle ossa corte e piatte. Gli spazi tra le trabecole sono occupati dal midollo osseo emopoietico. 
La matrice ossea è costituita da una componente organica, detta sostanza osteoide, contenente molecole comuni, quali collagene di tipo I, proteoglicani (condroitin solfato, cheratan solfato, acido ialuronico) e molecole proprie quali la osteocalcina e la osteopontina; e una componente inorganica costituita a cristalli di idrossiapatite. La matrice osteoide viene deposta e dirige il processo della mineralizzazione. Le fibre di collagene si dispongono elicoidalmente su più strati incrociati. Le zone di intervallo tra le fibrille embricate di tropocollagene formano i nuclei di mineralizzazione, dove inizia l’associazione al collagene di cristalli di idrossiapatite Ca10(PO4)6(OH)2 Gli osteoblasti derivano dalle cellule osteoprogenitrici e producono la sostanza osteoide. Durante questo processo, vi rimangono intrappolati e vanno in uno stato di quiescenza metabolica, diventando osteociti. Essi rimangono in contatto tra loro tramite processi che percorrono dei finissimi canalicoli della struttura ossea. Gli osteoclasti, invece, non derivano dalle cellule osteoprogenitrici, ma dalla linea monocitico­macrofagica. Essi erodono la sostanza osteoide e scompongono i sali di calcio. Aderiscono in modo specifico alla osteopontina mediante delle integrine particolari e, sigillando un’area circoscritta, iniziano i processi degradativi. Questi comprendono la secrezione di acido cloridrico HCl che demolisce la porzione inorganica e la catepsina K, di origine lisosomiale, che digerisce la componente organica. Gli osteoclasti si differenziano per effetto del paratormone. Esso agisce sull’osteoblasto, inducendolo alla secrezione del RANK ligand. Esso lega per l’appunto il recettore RANK, espresso sulla superficie del macrofago, inducendo il differenziamento a osteoclasto. È necessaria inoltre la presenza di M-CSF, secreto sempre dall’osteoblasto e riconosciuto dal recettore di membrana fms. Gli osteoblasti, però, secernono anche osteoprotegerina (OPG), in grado di legare RANK, mimando il ligando e inibendo la trasduzione del segnale. La secrezione di OPG è anche stimolata parzialmente dalla presenza di calcitonina ed estrogeni. Gli osteoblasti e gli osteoclasti agiscono di concerto gli uni con gli altri, in un rimodellamento continuo dell’osso che normalmente mantiene una quantità di osso ed una forma costanti (equilibrio dinamico). 
Le ghiandole paratiroidi sono in grado di sentire la calcemia: in caso questa sia sotto la soglia normale, esse secernono il paratormone, che stimola il riassorbimento osseo e la liberazione di ioni calcio nel sangue. Un iperparatiroidismo causa ipercalcemia e calcoli renali, mentre un ipoparatiroidismo causa contrazioni tetaniche e aritmie (ipocalcemia) Le cellule c della tiroide, invece, secernono calcitonina, inibendo il riassorbimento osseo e richiamando ioni calcio dal sangue. I tumori midollari della tiroide causano un’alta concentrazione della calcitonina ma, inaspettatamente, non causano variazioni della calcemia. Un altro controllo fondamentale della calcemia è determinato dalla vitamina D, o calcitriolo. Esso stimola l’assorbimento enterale di calcio. La produzione della sua forma attiva richiede una esposizione ai raggi solari, una doppia idrossilazione in 25 e in 1, rispettivamente epatica e renale. 
L’ipovitaminosi causata anche da scarsa insolazione, disfunzioni renali o epatiche causa una demineralizzazione della sostanza osteoide, con rachitismo nei bambini e osteomalacia negli adulti. Gli adipociti, carichi di lipidi, secernono l’ormone leptina. Esso, a livello ipotalamico, lega il recettore Ob-R, inducendo il senso di sazietà. Questo inibisce la formazione dell’osso. 
L’ossificazione è il processo di istogenesi dell’osso: nella vita embriofetale e poi per tutto il periodo dello sviluppo, lo scheletro è costituito prima principalmente, poi solo più in parte da tessuto connettivo cartilagineo. L’ossificazione può essere diretta, detta anche membranosa, nel caso in cui l’osso si sviluppi direttamente all’interno di un tessuto indifferenziato mesenchimale (ossa piatte del cranio, mandibola e parte periferica di tutte le ossa); oppure indiretta, detta anche encondrale, quando l’osso si sostituisce progressivamente ad un abbozzo cartilagineo. 
L’accrescimento in lunghezza delle ossa lunghe prende avvio dalla cosiddetta piastra metafisaria, presente fino al massimo a 20 anni di età. Nel caso avvengano fratture in questo punto, si possono avere dei problemi di accrescimento. La zona di cartilagine, residuo della cartilagine originaria assume una colorazione viola, in quanto è ricchissima di glucosamminoglicani e condroitin solfato. Il nanismo acondroplasico è una mutazione del recettore 3 per FGF, puntiforme ed inattivante, che compromette la crescita della cartilagine metafisaria. In questo caso la testa si sviluppa normalmente, ma le ossa lunghe sono caratterizzate da un’insolita brevità. 
Il tessuto nervoso 
È importante avere un’idea dell’organizzazione e del funzionamento del sistema nervoso per comprenderne anche l’istologia. Il sistema nervoso centrale è costituito dall’encefalo e dal midollo spinale. Il sistema nervoso periferico, invece, si divide nella componente afferente, che porta stimoli dalla periferia verso il sistema nervoso centrale, sia che essi arrivino dal nostro corpo sia che arrivino dal mondo esterno; e nella componente efferente, che porta i comandi dal sistema nervoso centrale a diversi organi effettori. Il sistema nervoso autonomo vegetativo è costituito da centri che si trovano dal tronco encefalico al midollo spinale ai gangli. Esso si divide in simpatico, che regola gli istinti di fuga e lotta (accelera il battito cardiaco.. e riduce l’afflusso di sangue allo stomaco e al tratto digerente); e in parasimpatico, che agisce inversamente, rallentando il battito e il respiro e stimolando il tratto gastroenterico. Il tessuto nervoso centrale è composto da neuroni e cellule della glia. Difficilmente esso è visualizzabile al microscopio ottico con le colorazioni tradizionali ematossilina-eosina o tricromica. Sono necessarie delle colorazioni particolari, che richiedono metalli pesanti (sali d’oro e d’argento). Frammisti alla rete neuronale si notano dei nuclei definiti ma con confini non ben evidenti. Il neurone è specializzato nella ricezione, integrazione e trasmissione di segnali mediante la generazione di una differenza di potenziale a livello della sua membrana plasmatica, ovvero una corrente elettrica, che consente una velocità notevole. Tale capacità è condizionata dalle proprietà della membrana cellulare e dalla forma della cellula stessa. Nel neurone si possono notare tre aree principali: il soma, contenente il nucleo e zone di citoplasma, che tende ad assumere forma poligonale, i dendriti, che sono estroflessioni ramificate deputate alla ricezione e un cono di emergenza da cui si diparte un unico prolungamento molto più spesso, detto assone e deputato alla emissione di segnali. La cellula riceve, decide e trasmette attraverso le sinapsi. Si ha un continuo cambiamento dovuto a segnali elettrochimici. 
Mentre il soma ha dimensioni più o meno standard, l’assone può essere corto, oppure straordinariamente lungo, raggiungendo anche la lunghezza di un metro per i neuroni motori degli arti. I neuroni sono cellule molto polimorfiche, ma si possono raggruppare in tre classi, a seconda dei rapporti reciprochi di dendriti, soma e assone. Si dicono multipolari quei neuroni con un assone e un albero dendritico molto sviluppato. Ne sono esempi le cellule del Purkinje della corteccia cerebellare (fino a 250000 afferenze sinaptiche). Sono detti bipolari neuroni caratterizzati da due prolungamenti che si ramificano lontano dal soma. Sono presenti nella retina e nei gangli del sistema nervoso simpatico. Le cellule pseudo-unipolari o unipolari posseggono un unico cono di emergenza, dal quale si diparte un prolungamento che si ramifica, andando da una parte verso l’SNC e dall’altra verso la periferia. Essi sono in genere neuroni sensitivi, con dendriti che dal punto di vista funzionale si comportano come degli assoni. 
Il corpo cellulare (soma) mostra un nucleo con una cromatina abbastanza dispersa e un reticolo endoplasmatico rugoso molto sviluppato, entrambi segni di una sintesi proteica piuttosto attiva. Il RER forma delle zone raggruppate, dette zone di Nissl. Molti sono anche i mitocondri, in quanto la cellula richiede una grande quantità di energia per sostenere l’attività dei molti canali ionici che richiedono ATP e l’attività di trasporto vescicolare ed esocitosi controllata. L’assone prende contatto indirettamente con la cellula bersaglio: si forma una camera sinaptica sigillata. Il processo di trasmissione del segnale si basa su un meccanismo di secrezione regolata di molecole, dette neurotrasmettitori, che posseggono recettori specifici sulla membrana della cellula postsinaptica. L’assone possiede una struttura ben definita, sostenuta da un robusto citoscheletro, costituito da neurofilamenti e microtubuli. Attraverso di essi avviene un fitto scambio di organelli con il soma: raggiungono la sinapsi mitocondri e vescicole contenenti non il neurotrasmettitore, ma il precursore e gli enzimi che sono necessari alla sintesi della molecola definitiva. Le sinapsi si possono stabilire fra l’assone e il corpo o il dendrita di un altro neurone. Talvolta si ha un piccolo “gancio” tra le due cellule (l’invaginazione dell’una accoglie una protrusione dell’altra). Più rare sono le sinapsi assoassoniche. Gli assoni possono essere mielinizzati: attorno ad essi si forma infatti una guaina, detta guaina mielinica, che costituisce un manicotto isolante formato da molteplici arrotolamenti della membrana plasmatica di cellule della glia: nel sistema nervoso periferico questo compito è svolto dagli oligodendrociti, mentre nel sistema nervoso periferico sono le cellule di Schwann. Il citoscheletro man mano viene estruso e solo in alcuni punti rimane del citoplasma per le cellule gliali. Molteplici cellule lavorano in serie, ricoprendo uno spazio massimo di 20-30µm. Questi manicotti sono interrotti fra una cellula e l’altra, lasciando un punto in cui la membrana dell’assone risulta nuda dalla mielina. Tali punti sono detti nodi di Ranvier e permettono una rapidissima conduzione dell’impulso, a “salti”. L’oligodendrocita, in genere, emette più prolungamenti, circondando più assoni distinti. Anche gli assoni che non beneficiano della guaina mielinica tendono comunque a prendere rapporti con le cellule di Schwann e con gli oligodendrociti, per mantenere la corretta posizione. Una singola cellula gliale possiede più invaginazioni per poter accogliere più assoni. Le fibre mieliniche sono anche molto voluminose rispetto a quelle amieliniche: si ha un risparmio di spazio. Per fibra si intende un’unità funzionale costituita da uno o più assoni con una certa localizzazione e direzione comune. 
NERVO 
Per nervo si intende un fascio di assoni. Esso possiede una specie di tunica connettivale esterna, detta epinervio. L’endonervio separa diversi fasci di fibre, mentre il perinevrio circonda ogni singolo assone. I neuroni sensitivi escono dalla radice dorsale, ma hanno origine nei gangli sensitivi. 
GLIA NEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE ­Oligodendrociti: formano la mielinizzazione degli assoni ­Astrociti: prendono contatto con i neuroni, con i vasi e con i rivestimenti esterni connettivi del sistema nervoso centrale (pia madre). Si ritrovano principalmente nel SNC. Nei gangli periferici sono presenti cellule con funzioni simili ma aspetto diverso, dette cellule satelliti. Essi hanno forma raggiata. Si distinguono astrociti protoplasmatici, presenti nella sostanza grigia, con prolungamenti corti ma fitti; e astrociti fibrosi, presenti nella sostanza bianca, con prolungamenti meno numerosi ma più allungati. La sostanza grigia corrisponde alle parti più superficiali dell’encefalo (alla corteccia), dove si hanno i corpi cellulari dei neuroni. Se gli assoni vanno in profondità, vengono mielinizzati. Gli astrociti hanno tutta una serie di funzioni molto importanti: essendo a contatto con i vasi, formano la cosiddetta barriera emato-encefalica, che serve a proteggere il SNC dalle sostanze dannose per i delicati meccanismi degli impulsi nervosi (questo impone anche dei limiti alla somministrazione di farmaci). Inoltre questo stabilizza il metabolismo neuronale. Gli astrociti possono immagazzinare il glicogeno, permettendo in casi di ipoglicemia il rilascio di glucosio per il corretto funzionamento dei neuroni. Le cellule astrocitiche compiono anche delle operazioni di pulizia dell’ambiente cellulare ed entrano in funzione nel caso di riparazione del tessuto cerebrale. ­Microglia: le cellule che la costituiscono si trovano anch’esse a ridosso dei vasi, e derivano direttamente dal sistema emopoietico, in quanto i loro precursori sono della linea monocitico-macrofagica. Difendono il SNC dall’ingresso di agenti patogeni. L’elemento di debolezza per il tessuto nervoso sono le terminazioni periferiche, non protette dalla microglia. ­Ependima: nel sistema nervoso sono presenti delle cavità piene di liquido cefalorachidiano (liquor), dette ventricoli. Le cellule ependimali rivestono queste cavità e assomigliano molto alle cellule epiteliali colonnari con delle specie di stereocilia, deputate alla secrezione del liquor nei plessi corioidei. Alcune cellule specializzate, dette taniciti contattano direttamente dei centri ipotalamici. 
CELLULE STAMINALI DEL TESSUTO NERVOSO Ci si ricordi che, se il neurone muore, non si rigenera, ma se l’assone muore, si può rigenerare (con una fase lunga di asportazione e rigenerazione). Il tessuto nervoso è il tessuto perenne per eccellenza. Si era pensato che le possibilità di rigenerazione per esso fossero nulle. Questo è clinicamente vero. Il neurone acquisisce una specializzazione e una funzione per i segnali che non sono del tutto genetici, ma derivano in parte dall’integrazione di stimoli esterni, che plasmano la morfologia e la funzione del neurone. La formazione delle sinapsi non è determinata solo geneticamente, ma da stimoli epigenetici. Alcune si formano casualmente e rimangono solo se utilizzate. Il sistema nervoso viene letteralmente scolpito dall’esperienza. Nel nostro cervello, tuttavia, sono state localizzate delle stem cells a ridosso delle pareti dei ventricoli laterali, ed una seconda popolazione nel profondo ippocampo (zona dentale). Studi in vitro hanno dimostrato che esse sono dotate di capacità rigenerativa e possono dare origine a progenitori neuronali, che sono i precursori dei neuroni, e a progenitori gliali, che sono precursori degli astrociti, degli oligodendrociti e delle cellule ependimali. Le nicchie di staminalità sono a contatto con le cellule dell’ependima. Tuttavia, non si sa bene quale sia la loro funzione, esse sembrano essere quiescenti in una maniera radicale. Le cellule staminali, inoltre, sono indistinguibili dagli astrociti (esprimono tutta una serie di marcatori tipici di essi, quali la proteina acida fibrillare della glia). Il fatto che esistano queste cellule staminali dà speranze terapeutiche anche per tutte quelle malattie neurodegenerative, dai tumori, a perdite dovute a traumi e ischemie, a patologie degenerative del neurone (Alzheimer, Parkinson, SLA) e della glia (SM, neuropatie periferiche..) 
TUMORI CEREBRALI I tumori cerebrali sono molto problematici. Essi sono soprattutto di tipo gliale. Questo riflette il fatto che la linea neuronale è molto poco attiva mitoticamente, e quindi non è un buon bersaglio per l’accumulo di mutazioni genetiche. Si generano dei tessuti neoplastici con un differenziamento, detti astrocitomi, oligodendrocitomi e, raramente, ependimomi. Esistono tuttavia una serie di tumori in cui si ha un arresto del meccanismo differenziativo, detti glioblastomi, costituiti da cloni di cellule assolutamente incapaci di acquisire correttamente il differenziamento. Esso è un tumore molto aggressivo, cresce rapidamente, tende a metastatizzare all’interno dello stesso SNC, in quanto le cellule non possono oltrepassare la barriera emato­encefalica. I tumori della linea neuronale sono rari, si trovano nei bambini. Essi sono i medulloblastomi, molto indifferenziati, che si sviluppano nel cervelletto, e i neuroblastomi, che si sviluppano nel tessuto nervoso periferico (midollare, surrenale, gangliare). 
Mentre il sistema nervoso centrale deriva dal tubo neurale (una specializzazione dell’ectoderma), il sistema nervoso periferico deriva dalla cresta neurale. 
LA COMUNICAZIONE FRA I NEURONI Nel corso dell’evoluzione gli organismi si differenziano. Questo è molto importante perché la diversità permette all’ambiente di selezionare i più adatti, ossia l’evoluzione. Un meccanismo, apparentemente induttivo, è il sistema immunitario, dove ad un’osservazione superficiale sembra che, venire a contatto con un antigene induca una risposta con la produzione di molecole che tendono a distruggere l’organismo estraneo o comunque ne impediscono la fusione con le proprie cellule. In realtà è l’opposto: c’è una selezione da parte dell’ambiente di un sistema di risposta che permette la generazione di molecole che tengono lontano questo individuo estraneo. Il sistema nervoso è un sistema simile: come il sistema immunitario serve a tenere il non self fuori, il sistema nervoso (più sofisticato, evoluto milioni di anni dopo) permette di mettere in relazione gli individui con l’ambiente, con reazioni apparentemente complesse ma in realtà molto semplici per cui, tendenzialmente, uno difende la propria individualità scappando, oppure sostenendo sé stesso con la nutrizione, inseguendo una preda per mangiare. Un’altra attività di tale sistema di relazione è la riproduzione: ogni individuo tende a riprodursi, ovvero insegue il partner. In tali meccanismi si mostra l’omogeneità della natura: si ha un’incredibile continuità fra gli organismi unicellulari e l’uomo, si può solo vedere l’evoluzione delle funzioni. Il C. elegans, che è in pratica un individuo esclusivamente riproduttivo, usa un sistema di relazione basato sugli stessi principi. Le cose complicate in realtà sono la somma di tantissime cose semplici, ciascuna delle quali è una reazione chimica semplicissima, che va sempre nel senso della probabilità. Il sistema nervoso funziona sugli stessi principi ma è più complicato: non lo conosciamo ancora perfettamente. 
Se si osserva un neonato, si può vedere l’evoluzione del suo comportamento e, riflessa in esso, del suo sistema nervoso. La prima cosa che fa un neonato è respirare. Fino a un minuto prima di venire al mondo non respirava. Chi gli ha insegnato a respirare? Nessuno. Ad un certo punto gli viene fame, ovvero stimoli del sistema nervoso, lo portano dalla madre, si attacca alla tetta e ciuccia il latte. Se non si è capaci a ciucciare, non esce una goccia di latte. Anche in questo caso nessuno ha insegnato al neonato a ciucciare. Queste informazioni se le è portate all’interno del DNA. I neonati non camminano ancora, però si muovono. Subito dopo la nascita esso fa dei movimenti scoordinati. Man mano che trascorre il tempo, incomincia a coordinarli sempre più, muovendosi sempre di meno, ma sempre più mirato. Anche in questo caso, non gliel’ha insegnato nessuno. C’è stato un processo di selezione dell’ambiente, per cui tutta una serie di movimenti spontanei scoordinati vengono repressi. L’immobilità, quindi, è un processo attivo. Esistono malattie infatti, come la corea di Huntington, in cui il paziente non è in grado di controllare i propri movimenti. Meno drammatico è il morbo di Parkinson in cui si controlla ma non abbastanza. Il principio ordinatore del SNC è quindi uguale a quello del sistema immunitario. I movimenti avvengono in maniera casuale all’inizio. I neuroni del cervello sparano in continuazione e a caso. Questo si può misurare facendo l’EEG. Si vede l’eccitazione e la scarica dei neuroni, indecifrabile nei primi stadi di vita. Nel corso dello sviluppo post natale (primo anno di vita) il neonato, che diventa bambino, “impara” (processo sempre selettivo, non induttivo) a reprimere i movimenti che non sono utili. Quando esso riesce a inibire quasi tutti i movimenti la mano è quasi sempre ferma e partono solo gli impulsi che consentono il movimento necessario, mirato. Un altro esempio reale di come funziona il sistema nervoso nei confronti dell’ambiente è l’arco riflesso: la mano poggiata su una superficie rovente viene tolta subito. I movimenti spontanei della mano sono inibiti. Quello che succede è che, se si gode di buona salute, ci sono delle altre cellule che inibiscono questo movimento (che partono da altre zone del cervello, sensoriali..) Il calore stimola delle cellule nervose sensitive, che vanno a inibire i neuroni inibitori, per cui la mano posta sul caldo viene tolta immediatamente. Questa stratificazione inibitoria si vede con l’assunzione di quantità via via superiori di alcol. Esso non stimola, ma inibisce il sistema nervoso. Si diventa allegri perché si inibisce l’inibizione. Il nostro cervello è fatto a strati. Gli strati inferiori, detti sistema dell’archipallio, contengono le cellule nervose più antiche (che hanno anche i vermi), responsabili dell’arco riflesso. C’è quindi il paleopallio, dove è presente un sistema di neuroni che funzionano sempre in maniera ritmica e sono responsabili delle funzioni vitali (respirazione, battito cardiaco…). Il pallio regola tutta una serie di funzioni vegetative (secrezione, riproduzione…) e quindi si ha il neopallio, che è l’ “intelligenza”, lo strato che si è evoluto più tardi in natura. Le scimmie hanno quasi tutto come noi, ma un neopallio meno sviluppato. Scendendo man mano si perdono gli strati più “recenti”. Quando si assume alcol, ad una certa concentrazione, si ha inibizione delle funzioni superiori, il neopallio. Se si continua a bere, si fanno cose a sfondo sessuale, in quanto inibisce l’inibizione delle funzioni viscerali. Se si continua a bere, prima ci si addormenta (si perde la coscienza) poi si ha un’intossicazione alcolica acuta, per cui si ferma il respiro e si muore. Questo dimostra la stratificazione dei sistemi di controllo. Il sistema nervoso è simile al sistema immunitario. Controlla e permette la relazione con l’ambiente per svolgere funzioni elementari, elementari più nobili e poi funzioni superiori. Tutti questi comportamenti sono frutto di disinibizione e non di induzione. Mentre nel sistema immunitario la nostra conoscenza arriva nei dettagli molecolari, nel sistema nervoso no perché essendo più complesso, la nostra conoscenza è ancora molto limitata, anche se si inizia a poter comprendere vari meccanismi. 
Le cellule deputate all’invio del segnale, come già detto, sono i neuroni, cellule differenziate che funzionano trasmettendo dei segnali intercellulari attraverso strutture particolari dette sinapsi. Mentre il sistema immunitario è basato sul liquido, sulla circolazione, perché è molto antico, e la risposta immunitaria si misura in giorni, il sistema nervoso ha una risposta che si misura in millisecondi, basata su una comunicazione “diretta” cellula-cellula. Non si basa sul sangue. Segnali intercellulari. Esse sono cellule a forma di stella con dei prolungamenti, uno molto lungo, l’assone, che fa passare il segnale da una cellula all’altra attraverso le sinapsi. Il segnale è trasmesso in forma chimica attraverso una molecola detta neurotrasmettitore. Essi sono relativamente pochi: l’acetilcolina, l’adrenalina, l’acido gamma amminobutirrico (GABA) e altri meno diffusi. La secrezione di questi neurotrasmettitori da una cellula all’altra genera l’impulso nervoso. Esso è uno stato fisico, non una molecola. È la depolarizzazione della membrana in un segmento molto limitato. Si misura ma non si vede. Non bisogna confondere l’impulso nervoso e la sua trasmissione con le molecole che scorrono sui neurotubuli. Esse hanno funzioni metaboliche e si muovono molto più lentamente. Tale stato fisico cambia perché la membrana plasmatica, che funziona come un condensatore, ha le cariche squilibrate (potenziale). La variazione di questo squilibrio, genera il potenziale d’azione, che altro non è che l’impulso nervoso. Il neurone deriva dall’ectoderma. Ha un corpo (soma) molto grande, che è detto pirenoforo, perché ha forma di pera. Ha dei prolungamenti numerosi, corti, detti dendriti. Essi servono a ricevere gli impulsi da altri neuroni o dagli organi di senso. Una parte a forma di cono, detto cono di emergenza e quindi un solo prolungamento, sempre uno, molto lungo. Esso è detto assone o neurite. L’impulso nervoso viene ricevuto, si integra con quelli provenienti dagli altri neuroni e viene propagato attraverso un fenomeno, detto conduzione del segnale. Il passaggio dell’impulso da un neurone a quello che viene dopo, attraverso la sinapsi, si chiama trasmissione dell’impulso. Essi sono fenomeni diversi. In tutte le cellule, non solo quelle nervose, è presente la Na+/K+ ATPasi, perché il potenziale di riposo ce l’hanno tutte le cellule. I neuroni ce l’hanno più sviluppato. Usando energia, per pompare tali molecole, il sodio viene pompato fuori, in maniera attiva e si porta dentro il potassio. Questa pompa compie un lavoro, in quanto va contro la probabilità (contro il gradiente di concentrazione). È una fatica relativa. Essa è solo debolmente elettrogenica. Non è questo che genera il potenziale. All’interno della membrana sono presenti dei canali, molto selettivi, che non consumano energia. Essi sono molto selettivi per il sodio. Esso, da solo, senza che nessuna energia venga consumata, tende a rientrare per ripristinare l’equilibrio. Questo non avviene perché questo canale è chiuso. Essa è una porta “elettrica” dovuta a residui che formano ponti salini (canale voltaggio-dipendente). Il sodio quindi continua ad accumularsi nello spazio extracellulare. Esiste un altro canale specifico per il potassio, che tende ad andar fuori. Se questi due canali fossero aperti, si raggiungerebbe un equilibrio che renderebbe inutile il lavoro della pompa. Questi canali sono chiusi parzialmente. Sono come un rubinetto che perde. E quindi, è il gocciolare del rubinetto che crea il gradiente. Perché, lasciando uscire un po’ di potassio, alla fine si ha il sodio tutto fuori con un po’ di potassio (concentrazione di cariche positive) mentre nell’interno mancano un po’ di cariche positive (è negativo). Questo sistema genera il potenziale di riposo, una situazione di squilibrio, per cui è presente una quantità di cariche positive sulla superficie esterna maggiore di quella presente sulla superficie interna. Si noti che tutto questo funziona a livello della membrana. Ciò che è presente all’interno del citoplasma o dello spazio extracellulare è irrilevante. Si può misurare tale potenziale, che è di -70mV. Il potenziale di riposo rende eccitabile la membrana del neurone. Questa eccitazione consiste nell’apertura brusca dei canali del sodio e l’ingresso massiccio nella cellula di ioni sodio, spinti da questo gradiente notevole. Si noti che l’energia è utilizzata per generare il potenziale di riposo, non quello di azione, che invece avviene spontaneamente. Questo permette il fatto che, mentre ci va del tempo per la carica, la scarica è rapidissima. L’impulso nervoso è una rapida, transitoria, localizzata depolarizzazione della membrana. L’impulso si genera, come detto, perché le porte del sodio si aprono. Perché si apre il canale del sodio? Perché se noi in un punto invertiamo la polarità, si genera una corrente elettrica. Questa corrente è quella che apre la porta elettrica del canale del sodio. Ora abbiamo visto come si origina il potenziale di azione. Come si propaga? Questo è semplicissimo: si aprono i canali del sodio più a valle, causando una depolarizzazione più avanti, e il potenziale di riposo, dopo un periodo refrattario, si rigenera. Un’altra cosa importante è il fatto che il potenziale di azione, se generasse a metà dell’assone, sarebbe bidirezionale, non funzionale. In realtà esso si genera a livello delle sinapsi, nei dendriti e viene propagato a partire dal cono di emergenza lungo l’assone. L’impulso viaggia in una sola direzione perché, quando si ha l’apertura di un canale, si ha un periodo refrattario: ossia il canale che ha fatto entrare il sodio ed annullato il gradiente, non permette il ritorno indietro della corrente. Inoltre, l’impulso deve essere transitorio. Dura un millesimo di secondo, poi deve annullarsi. A questo punto entrano in gioco i canali del potassio, che in condizioni di riposo erano mezzi aperti. Anche loro sono sensibili alla corrente, però sono un po’ più lenti ad aprirsi. C’è un intervallo di tempo, di millesimi di secondo tra l’apertura dei canali del sodio e quelli del potassio. Si ripristina l’equilibrio. Come si trasmette il segnale da una cellula all’altra? Questo assone, in fondo, presenta il bottone sinaptico. All’interno di esso sono presenti delle vescicole di secrezione contenenti il neurotrasmettitore. Dall’altra parte è presente un neurone oppure un organo effettore, ad esempio un muscolo. È presente una cavità, detta camera sinaptica. L’impulso è questa depolarizzazione che viaggia sulla membrana, raggiungendo la sinapsi. Questa depolarizzazione apre una serie di canali a porta elettrica, che sono canali per il calcio. Esso è solitamente pompato fuori dalle cellule: la concentrazione è inferiore a 10-7M. Esso viene usato come secondo messaggero intracellulare per permettere una rapida trasduzione del segnale. Il calcio entra quindi rapidamente nel neurone presinaptico. Esso attiva un meccanismo di enzimi, che fosforilano e promuovono la fusione della vescicola con la membrana presinaptica. Il neurotrasmettitore viene riversato nella camera sinaptica. Esso si lega a dei canali per il sodio, dei canali chimici che sono chiusi ma che si aprono quando il neurotrasmettitore si lega. L’apertura di questi canali a porta chimica fa rientrare del sodio, rigenerando il potenziale d’azione nella membrana postsinaptica. Ghiaccio contro il dolore: il freddo irrigidisce la membrana plasmatica della sinapsi, impedendo o comunque contrastando l’apertura dei canali per il sodio, e quindi impedendo la trasmissione dell’impulso nervoso. Esistono delle sinapsi inibitorie, che funzionano con neuromediatori differenti, che non sono capaci di aprire dei canali del sodio, ma aprono i canali del cloro, carico negativamente. Si ha quindi una iperpolarizzazione della membrana. Il potenziale è così alto che non è più sufficiente l’apertura di pochi canali per il sodio per generare un potenziale d’azione. Concetto di movimento volontario. Quando si tratta di movimenti involontari, il tutto è semplice. In questo sono IO che decido. È lì in cui la scienza ha ancora delle grandi lacune. Da dove origina il movimento volontario non è chiaro, lo si può intuire. Esistono due aree nella corteccia: una zona, di Rolando, che ha scoperto l’incrocio dei neuroni. Sono presenti dei motoneuroni, detti di Betz. Questi sono i responsabili dei movimenti volontari. Misurando con degli elettrodi, si nota che il potenziale d’azione è SPONTANEO, non è indotto. Avviene anche senza fare niente, una scarica automatica. Si vede che questi potenziali spontanei sono inibiti dal sistema dei canali del cloro. Il movimento in realtà non è una eccitazione dei neuroni eccitatori, ma inibisco i neuroni inibitori. Lo stesso processo avviene per la vista. La luce inibisce la trasmissione. D’accordo. Ma chi controlla i 
neuroni inibitori? Mentre è facile mettere in relazione i movimenti automatici, la reazione di fuga, 
di aggressione… la cosa viene più complicata nell’origine della decisione, della volontà. Questi 
neuroni ricevono un sacco di segnali sensoriali, ma ad esempio il ricordo, è ancora un mistero. 
Certamente è ereditaria ed è scritta nel DNA perché è impossibile che qualcosa avvenga senza che 
ci siano geni a monte che lo controllano. 
Esempio: tutti gli animali scappano quando arrivano i lupi. Perché i mufloni non scappano di fronte 
al lupo (e vengono mangiati?) perché si è evoluto in Sardegna, dove non ci sono lupi. È emersa una 
serie di pecore, mufloni, che non sanno cos’è un lupo. 
Gli animali non scappano di fronte ai motori a scoppio, ma scappano di fronte ad un rametto 
spezzato. 

I tessuti sensoriali 
I CALICI GUSTATIVI Nella nostra lingua sono presenti papille gustative di varie forme: filiformi, fungiformi, circumvallate. Le cellule sensoriali si trovano nelle strutture dette calici gustativi. La papilla è ricoperta dello stesso epitelio della lingua (pluristratificato non cheratinizzato). Esse sono cavità chiuse in cui si accede attraverso il poro gustativo. Le ghiandole di Ebner (salivari) emettono un secreto, favorendo lo scioglimento delle molecole, permettendone la penetrazione. All’interno del calice sono presenti delle cellule a forma di fuso, epiteliali modificate. Si notano cellule chiare, propriamente gustative, e cellule scure, di sostegno e progenitrici di quelle gustative. Esse sono in grado di recepire il gusto perché sulla loro superficie possono essere espressi recettori complementari a molte molecole. Essi sono recettori accoppiati a proteine G trimeriche, che permettono l’apertura di canali ionici che, depolarizzando la membrana, causano l’ingresso di Ca2+ e il rilascio di neurotrasmettitori, che trasmettono un potenziale di azione al dendrita di un neurone sensitivo. I segnali del gusto viaggiano all’interno dei nervi cranici, il faciale, il glossofaringeo e l’ipoglosso. 
EPITELIO OLFATTORIO L’epitelio olfattorio è costituito da cellule colonnari pseudostratificate, ciliate. Frammiste ad esse si trovano i neuroni olfattori. Essi sono sparsi un po’ ovunque nella mucosa olfattoria e mostrano sulla superficie un albero dendritico che assomiglia a cilia modificate (estende la superficie a disposizione per l’interazione con la molecola odorosa). Dal lato opposto emerge il neurite, che si dirige verso l’encefalo. Come si genera il potenziale di azione? I recettori, legati alla molecola odorosa, attivano una proteina G trimerica, che a sua volta attiva l’adenilato ciclasi. Essa media l’apertura di canali per il sodio AMP ciclico dipendenti. Si ricordi che tali neuroni sono collegati anche all’ippocampo, una regione molto importante per la memoria, il che spiega il fatto per cui gli odori si ricordano molto più facilmente di altri stimoli sensoriali. 
COCLEA ED ORGANO DEL CORTI I suoni giungono sul timpano. Da qui le onde meccaniche sono trasmesse, attraverso la catena dei tre ossicini, alla finestra ovale, e quindi all’orecchio interno (posto all’interno del labirinto osseo e circondato dal labirinto membranoso). Il labirinto membranoso è costituito dalle cellule deputate alla percezione e all’elaborazione degli stimoli sonori e vestibolari (ovvero alla posizione del nostro corpo). All’interno della chiocciola si ha la scala media, un tubo che si avvolge a spirale. Sopra di essa poggia la scala vestibolare e sotto la scala timpanica. Esse la circondano sia sopra che sotto, e si uniscono continuando nel vertice della coclea. La perilinfa, posta a contatto con la finestra ovale, entra in vibrazione. Dentro alla scala media è posta l’endolinfa, a diretto contatto con i recettori. Si ha una membrana basilare che si unisce all’asse centrale, su cui sono ancorate le cellule dell’organo del Corti, ricoperte dalla membrana tectoria, costituita essenzialmente da proteoglicani. Esso è costituito da cellule di supporto e cellule sensoriali vere e proprie, dette cellule capellute, che mostrano sulla superficie dei microvilli o delle stereocilia disposte tipicamente “a canne d’organo”, ad altezze differenti. Esse non sono dei neuroni che proiettano assoni, ma prendono contatto con il prolungamento periferico di un neurone sensitivo proveniente dai gangli del Corti. Come è quindi possibile la ricezione dello stimolo sonoro? Quando esso giunge sulla membrana e viene trasmesso, la perilinfa si mette in movimento. Questo mette in vibrazione la membrana basilare, che sale e scende. Le cellule, quindi, vengono schiacciate contro la membrana tectoria, provocando una flessione delle stereocilia. L’intensità e la frequenza del suono vengono codificate a questo livello: l’intensità si ripercuote sulla escursione della membrana basilare (e quindi le cilia tenderanno a schiacciarsi di più). La frequenza, invece, è codificata in quanto l’organo del Corti è disposto in tutta la lunghezza della chiocciola, ma zone differenti sono sensibili a frequenze differenti: le alte frequenze sono ricavate a livello delle basse regioni della coclea, mentre le basse frequenze nelle regioni superiori. Come avviene la trasformazione del segnale da fisico (flessione delle cilia) ad elettrico? Le cilia esprimono sulla propria superficie dei canali ionici, chiusi da un sottilissimo filamento, dell’ordine di grandezza del nanometro. Quando sono a riposo, i canali sono chiusi. Quando le cilia si piegano, il filamento stira il canale, aprendolo. Gli ioni endolinfatici, quindi, possono entrare all’interno del citosol, causando una depolarizzazione della membrana. 
EPITELIO VESTIBOLARE Il vestibolo è posto in centro, di lato sono posti i canali semicircolari, con il labirinto membranoso in continuità, con la parte esterna bagnata dalla perilinfa e quella interna dalla endolinfa. L’apparato vestibolare è costituito da utriculo, sacculo e canali semicircolari. Esso consente di percepire le variazioni di posizione del corpo nello spazio. Si hanno zone di epitelio, definito maculare, concentrato in direzioni differenti. Esse sono cellule con stereocilia a canne d’organo, di cui una particolarmente lunga. Esse sono completamente immerse in una matrice glicoproteica. In essa sono posti i cosiddetti otoliti, cristalli di calcio che, a seconda della posizione, mossi dalla forza di gravità, tendono a depositarsi da una parte o dall’altra. Dendriti sensoriali, che derivano da neuroni sensitivi in parte mescolati con quelli dell’udito, trasportano il segnale tradotto dalle cellule dell’epitelio vestibolare, formando il nervo vestibolococleare (VIII). 
RETINA La retina è il tessuto deputato alla visione. La luce è costituita da onde elettromagnetiche di una lunghezza d’onda differente: 280nm è la prima fascia ultravioletta. Circa a 300nm si ha una luce violacea. A 500-600nm si ha una luce rossa. La cornea è un epitelio trasparente, dietro a cui è posta la camera oculare con un liquido e la lente cristallina. Dietro ad esso si ha l’umor vitreo al cui fondo si ha la retina. I primi strati sono composti da neuroni ed assoni. Dietro si hanno quindi i coni e i bastoncelli. In ordine si hanno neuroni, con cellule ganglionari (che formano il nervo ottico II), interneuroni con cellule di integrazione, coni e bastoncelli e cellule epiteliali pigmentate. L’epitelio pigmentato è reso scurissimo dalla melanina, che assorbe i raggi incidenti, impedendo la riflessione dei raggi stessi. 
Il bastoncello è una cellula allungata, con differenti zone specializzate. La zona più superficiale è quella sinaptica, che prende contatto con i neuroni, quindi si ha la regione del nucleo, una zona di servizio contenente i vari organelli necessari al sostentamento della cellula e quindi la zona di ricezione. Essa contiene dei dischi di membrana che si generano e, nel caso del bastoncello, sono completamente staccati dalla membrana plasmatica e sono fittamente impilati. Nella fovea sono presenti i coni, deputati alla percezione dei colori. La membrana plasmatica qui forma delle invaginazioni con dischi che non perdono l’unione con la membrana cellulare. I bastoncelli non sono in grado di distinguere il colore, ma rispondono a qualunque lunghezza d’onda, mandano un segnale proporzionale all’intensità ma che non varia qualitativamente. I coni sono sensibili a lunghezze d’onda differenti, potendo percepire il colore, ma richiedono livelli di intensità luminosa abbastanza elevati. Essi contengono una particolare molecola, la rodopsina, costituita dalla proteina opsina, legata ad un gruppo prostetico derivato dalla vitamina A, detto cis-retinale. Essa è una molecola angolata, in virtù del suo legame cis, e legata alla catena laterale di una lisina tramite legame ammidico. Sono necessarie tante membrane perché la proteina si ancora ad essa. Quando arriva un fotone, si ha l’isomerizzazione del retinale, che da cis diventa trans, assumendo una conformazione lineare e inducendo un cambiamento conformazionale nella struttura della opsina, dissociandosi. Tale fenomeno è reversibile perché il retinale passa nuovamente da all-trans a cis-11. Questo è un sistema molto sensibile e robusto. Nei coni si ha una forma modificata della rodopsina, nei quali l’isomerizzazione varia a seconda della lunghezza d’onda. Il daltonismo, una malattia genetica ereditaria X linked causa una totale o parziale cecità ai colori (rosso-verde blu-arancio) L’opsina si libera e trasduce il segnale. Essa è uno scambiatore GEF per una proteina G monomerica, la trasducina. Essa, attivata, stimola la fosfodiesterasi, che idrolizza il cGMP presente nella cellula. Associati alla membrana plasmatica sono predenti canali ionici per il sodio e per il calcio, la cui apertura dipende dalla concentrazione del cGMP. Se esso non è più presente, i canali si chiudono e la cellula si iperpolarizza. I segnali luminosi, quindi, iperpolarizzano i fotorecettori. L’assone viene inibito: il fotorecettore, in condizioni di riposo, ha un’attività basale sulle cellule ad esso collegate. 
Il tessuto muscolare 
IL TESSUTO MUSCOLARE SCHELETRICO Il muscolo scheletrico è in grado di effettuare un metabolismo di tipo sia aerobio che anaerobio. La glicolisi, infatti, consente una rapidissima produzione di ATP nei momenti di necessità rapida di energia (fuga o combattimento). Le fibre bianche sono “specializzate” nell’effettuare la glicolisi, e quindi nel sostenere gli sforzi intensi ma brevi. Le fibre rosse, invece, hanno un metabolismo di tipo aerobio, e sono specializzate nel sopportare sforzi meno intensi ma più prolungati nel tempo. Esse sono rosse per la presenza di mioglobina per l’accumulo di ossigeno. La sinapsi fra neurone motorio e fibra muscolare è detta giunzione neuromuscolare. La liberazione del neurotrasmettitore acetilcolina serve a regolare le funzioni delle cellule muscolari striate. Nell’isolare un muscolo, si notano fascicoli muscolari circondati da una membrana connettivale, detta perimisio. Si possono quindi separare le singole fibre muscolari o, più correttamente, le singole fibrocellule muscolari striate. Esse sono circondate dall’endomisio. Sono strutture sinciziali, derivanti dalla fusione di più cellule progenitrici, lunghe alcuni centimetri. Derivando dalla fusione di più cellule, al microscopio si riconoscono molteplici nuclei, molto condensati e disposti in regioni periferiche della cellula, appena sotto la membrana plasmatica. La striatura è appena visibile al microscopio ottico e riflette una particolare disposizione del citoscheletro della cellula. All’interno del citoplasma si hanno infatti le cosiddette miofibrille, complessi fasci proteici che decorrono paralleli all’asse maggiore. All’interno sono presenti i miofilamenti, che sono le unità fondamentali. Una miofibrilla è un complesso multiproteico, che possiede una striatura formata dall’alternanza di bande scure e chiare. La banda A (per anisotropo) costituisce la parte scura e possiede al centro una banda più chiara, detta banda H, con una linea marcata detta linea M. La banda I (per isotropo) costituisce la parte chiara e possiede al centro una linea detta linea Z. Per sarcomero si intende lo spazio compreso tra due linee Z, con un’intera banda A e due mezze bande I. In condizioni di riposo i muscoli sono rilasciati e il sarcomero è allungato. L’actina è la protagonista della banda I, mentre la miosina è protagonista della banda A. Durante la contrazione si ha uno scorrimento dei filamenti di actina sulla miosina e così, mentre la banda A rimane della stessa lunghezza, le bande I tendono a scomparire. La contrazione dei sarcomeri causa la contrazione delle fibrocellule e di conseguenza, dei muscoli. La miosina è disposta in fasci spessi, legata alle proteine del disco Z dalla titina, una proteina elastica che la mantiene al centro del sarcomero. La miosina è una proteina multimerica costituita da una parte filamentosa molto lunga C terminale e una parte globulare N terminale, a cui si attaccano le cosiddette catene leggere. Essa si unisce ad un'altra unità identica formando un coiled coil fra i filamenti lunghi. Quando si uniscono più fasci di miosina, si giustappongono nelle due zone opposte (coda-coda). Per questo rimane comunque una zona libera da teste di miosina, centrale, che determina la banda H. I filamenti di actina sono ancorati al disco Z e si estendono a prendere contatto con le teste di miosina. Associate a tali filamenti sono presenti molte altre proteine: tropomiosina, che giace nel solco ogni 7 subunità; troponina, predente tra actina e tropomiosina costituita da tre parti: la subunità I, inibitoria, la subunità C, che lega gli ioni calcio, e la subunità T, che interagisce con la tropomiosina. I filamenti sono mantenuti di lunghezza stabile dalla tropomodulina. 
Ca2+ 
La troponina C, legando il provoca una modificazione conformazionale che sposta la tropomiosina e espone sul filamento di actina un sito di legame per le teste della miosina. Esse quindi si legano, causano il movimento di chiusura del sarcomero, mediante uno scorrimento dell’actina sulla miosina, che necessita di consumo di ATP (necessaria per effettuare cicli rapidissimi di legame, colpo di forza, rilascio). Nel rigor mortis i muscoli rimangono contratti perché tutto l’ATP è consumato e la miosina non è più in grado di slegare l’actina. Il calcio è sequestrato nella cellula all’interno del reticolo sarcoplasmatico (un ER modificato). Esso forma cisterne molto articolate, che circondano i fasci di miofibrille. Esse sono collegate alla membrana plasmatica della cellula (il sarcolemma) mediante delle invaginazioni di quest’ultima che vi prendono stretto contatto. Sono dette tubuli T o trasversi. Essi sono dei punti di continuità, che formano la giunzione neuromuscolare. All’arrivo del potenziale d’azione, l’apertura di canali per il calcio nel bottone sinaptico causa il rilascio delle vescicole di acetilcolina. Essa causa l’apertura di canali cationici regolati da neurotrasmettitore sulla membrana plasmatica della cellula muscolare, che provocano una depolarizzazione. Questa media l’apertura di ulteriori canali per il sodio voltaggio dipendenti. Inoltre, si apre un canale per il calcio del reticolo sarcoplasmatico (che è complessato ad una proteina voltaggio sensibile della membrana del tubulo T). 
TESSUTO MUSCOLARE LISCIO Il tessuto muscolare liscio è presente sulle pareti degli organi cavi ed è responsabile di quei movimenti che fanno restringere o dilatare tali organi (ad esempio la peristalsi nell’apparato digerente) 
Esso è solitamente costituito da due più o meno spessi strati di fibre disposte perpendicolarmente. 
Non si tratta di sincizi: le cellule hanno forma fusata e si uniscono strettamente alle altre cellule 
con giunzioni che garantiscono la coesione. Inoltre, sono presenti molte gap junctions, che 
consentono il rapido passaggio di messaggeri ed altre molecole per il controllo della contrazione. 
Essa si basa su un processo di fosforilazione delle teste della miosina, ma non è presente 
l’organizzazione in sarcomeri: le fibre sono disposte su diversi assi, avendo come risultato una 
contrazione della cellula su diversi assi. 
Esso è sotto il controllo dei sistemi nervoso simpatico e parasimpatico. 

TESSUTO MUSCOLARE CARDIACO 
Esso possiede una struttura che ricalca quella del muscolo scheletrico, con sarcomeri ordinati e 
meccanismo analogo. Tuttavia, la contrazione è pressoché spontanea, garantita dal sistema di 
conduzione del cuore. Essa è modulata (soprattutto per quanto riguarda la frequenza e la forza 
delle contrazioni) dal sistema simpatico e parasimpatico. Le cellule sono mononucleate, con 
nucleo al centro ed estremità che si biforcano, prendendo strettissimo contatto (per la 
contrazione e per la conduzione della contrazione) con le altre cellule mediante i dischi intercalari. 

SVILUPPO DEL TESSUTO MUSCOLARE 
Le cellule muscolari sono molto specializzate. I mioblasti sono le cellule che generano le 
fibrocellule striate, in presenza di segnali cellulari FGF, che tendono a far fondere tra loro le cellule. 
Si formano i miotubi, privi di citoscheletro organizzato. Quando esso si organizza, si hanno le 
cellule completamente differenziate. Esse non si riproducono più, ma associate ad esse esistono le 
cellule satelliti, staminali, che proliferando possono dare vita a progenitori, che si fondono con 
altre fibrocellule già presenti. 
Nell’adulto l’aumento di volume non è dovuto ad iperplasia ma a ipertrofia. 
I rabdomiosarcomi insorgono dalla cellula satellite e sono caratteristici dell’età giovanile e infantile. 

Embriologia 
L’uomo si riproduce per via sessuata. Questo è il meccanismo che l’evoluzione ha messo a punto per la generazione di individui differenti dai propri genitori e quindi positivi dal punto di vista della variabilità genetica su cui agisce l’ambiente. I gameti sono le cellule sessuali che, unendosi, possono portare alla formazione di un nuovo individuo. Mentre le cellule somatiche di un individuo sano della specie umana contendono 46 cromosomi (22 coppie di omologhi più la coppia di cromosomi che determina il sesso, XX per le femmine XY per i maschi), i gameti sono aploidi, ovvero contengono solamente 23 cromosomi (22 autosomi e 1 cromosoma sessuale). Dalla fusione di un gamete maschile (spermatozoo) e di uno femminile (oocita) ha origine lo zigote, la prima cellula somatica, che possiede il corredo diploide, del figlio. Si noti che il sesso è determinato dal padre, dal momento che la madre non può che passare un cromosoma X. Lo zigote è la cellula originaria staminale totipotente da cui si generano tutte le altre specie cellulari della persona: somatiche, germinali e degli annessi extraembrionali. Si noti che nel processo di gametogenesi si ha anche un fenomeno di ricombinazione omologa, che va sotto il nome di crossing over, che ha come scopo quello di generare un ulteriore rimescolamento genico: i cromosomi che ne derivano non sono perfettamente identici a quelli iniziali ma sono il risultato di uno scambio di segmenti fra i due omologhi. 
La meiosi 
La meiosi consiste in un duplice processo di divisione cellulare senza la seconda duplicazione gnomica. Prima della prima divisione meiotica si ha la duplicazione del DNA, l’appaiamento dei cromosomi omologhi, con la formazione del complesso sinaptonemico, e il crossing over. Con la prima divisione le tetradi si separano, formando due cellule aploidi ma con contenuto di DNA ancora doppio, in quanto nella prima divisione meiotica si dividono le coppie di omologhi ma permangono i cromosomi duplicati sotto forma di cromatidi. La seconda divisione meiotica è uguale ad una divisione mitotica ma non è preceduta dalla sintesi del DNA: si separano i cromatidi, con formazione finale di quattro cellule aploidi contenenti ciascuna un'unica molecola per ogni coppia di cromosomi omologhi duplicati. Inoltre, come già ricordato, i cromosomi sono differenti da quelli iniziali in quanto ha avuto luogo la ricombinazione omologa. 
La gametogenesi La gametogenesi è il processo durante cui non solo avviene una divisione meiotica, ma originano le cellule sessuali mature di un individuo. Tale processo inizia durante lo sviluppo embriofetale. L’embrione intorno alla 4a-5a settimana dalla fecondazione, è diventato un tubo, in cui un foglietto si ripiega. Subito al di sotto del rivestimento si ha un abbozzo del tubo neurale, da cui originerà tra l’altro il sistema nervoso centrale; centralmente si ha un altro tubo di abbozzo del sistema gastroenterico. Iniziano a formarsi delle cellule germinali primordiali dal sacco vitellino, una struttura che si forma nella 2a settimana e in parte rimarrà nel tratto intestinale distale. Si ha quindi una migrazione di tali cellule vero la parte centrale dell’embrione, presso le cosiddette creste genitali. Esse sono in contiguità con l’abbozzo del rene. Sono avvolte dalle cellule dei cordoni sessuali corticali. Quindi, si ha il differenziamento della gonade in maschile (spermatogone) e femminile ovogone). Esse sono cellule staminali che iniziano a moltiplicarsi per mitosi. Questi sono i primi eventi di determinazione del sesso gonadico da cui potrà poi iniziare la produzione di ormoni per determinare anche in parte l’aspetto (caratteri sessuali primari e, nella pubertà, secondari). Il sesso “base” è quello femminile perché, in assenza del cromosoma Y si ha uno sviluppo automatico della gonade primitiva in ovaio con tre tipi cellulari. Le cellule primordiali, ovogoni, e le cellule residenti: follicolari (di supporto) e della teca (endocrine). Queste producono estrogeni, che inducono un differenziamento ulteriore. Tra i fattori più importanti, i dotti di Wolff (che formano le vie spermatiche e sono costitutivamente presenti) degenerano. Se le cellule invece contengono il cromosoma Y, allora si ha uno sviluppo delle gonadi ed in generale in senso maschile. L’espressione del gene Sry (Sexual region on chromosome Y) condiziona lo sviluppo, con l’espressione di fattori trascrizionali, che a loro volta condizionano l’espressione di un’ampia batteria di geni. Esso esprime fattori solubili che inducono la cellula primordiale a differenziarsi in spermatogone. Si hanno, oltre agli spermatogoni, le cellule del Sertoli, solo in parte paragonabili a quelle follicolari in quanto, oltre alla funzione di sostegno, hanno la funzione di secernere il cosiddetto ormone anti-Mülleriano. Nell’embrione, infatti, si formano i cosiddetti dotti di Müller, che danno luogo alle tube e all’utero, indipendentemente dal sesso. Tale ormone li fa andare incontro a degradazione. Le cellule del Leydig, invece, sono paragonabili a quelle della teca, in quanto secernono testosterone. 
L’OOGENESI 
Il processo dell’oogenesi inizia precocemente, durante lo sviluppo embriofetale. Attorno al 3°-5° mese di sviluppo (si parla ormai di feto) gli ovogoni entrano in meiosi. Sono dette oociti primari le cellule che hanno iniziato la meiosi I. Esse non la portano a termine, ma si arrestano alla profase I in quello che è detto dictiotene. Le cellule staminali rimanenti muoiono per apoptosi, mentre invece le cellule dei cordoni sessuali diventano cellule follicolari. Tale situazione rimane quindi inalterata fino alla pubertà. Le conseguenze di questo sono alcuni punti “sfavorevoli” per le donne: esse sono prive di cellule staminali della linea germinale. Le bambine posseggono già tutti gli oociti che verranno resi disponibili durante la vita fertile (300/500 nell’ovaio, di più non si sviluppano). Per questo, in caso di eventi genotossici iatrogeni si ha una distruzione degli oociti e una impossibilità di rigenerazione che porta a sterilità. Gli oociti, inoltre, terminano la meiosi I solo prima della ovulazione, che si verifica durante tutta l’età fertile. Questo stato di sospensione della divisione meiotica può causare errori di disgiunzione dei cromosomi, in particolare negli oociti maturati più avanti nell’età. 
Apparato genitale femminile 
Le ovaie sono un organo pari e simmetrico, retroperitoneale, per un paio di centimetri nella fossa 
iliaca. Esse sono in continuità con le tube uterine, che si dilatano alle estremità con margini 
sfrangiati (fimbrie), attraverso cui l’oocita passa. 
Qui avviene la fecondazione. Lo zigote passa quindi alcuni giorni e, spostato dalle cilia dell’epitelio 
delle tube, raggiunge il corpo dell’utero, che è una cavità rivestita dall’endometrio, un tessuto 
epiteliale spesso e molto particolare. Qui l’embrione si annida e si sviluppa. Si noti che l’utero ha 
una posizione antiversa (ha direzione dorso ventrale) e contrae stretti rapporti anatomici con la 
vescica e il retto. Lo spazio di Douglas è quello spazio tra il retto e l’utero che è spesso sede di 
invasività nei tumori locali. 

L’ovaio contiene strutture cave, i follicoli oofori, in cui avviene la maturazione degli oociti. Nella 
specie umana si ha sempre un solo oocita che va a maturazione, ovvero non si ha maturazione 
multipla (tranne in casi rari e in caso di terapia per la fertilità). Esso presenta un legamento che lo 
ancora saldamente alla parete dell’addome. È rivestito da un epitelio, detto epitelio germinativo 
che però direttamente non ha nulla a che fare con la gametogenesi. È un tessuto molto sottile, che 
viene lacerato per il passaggio dei follicoli. Nell’organo si distingue una parte corticale (contenente 
il follicolo) e una parte midollare di tessuto connettivo, contenente i vasi sanguiferi. 

IL CICLO OVARICO 
Il ciclo ovario incomincia nella pubertà, verso i dodici anni, e si verifica per tutta la durata dell’età 
fertile della donna, quindi fino ai 50-60 anni. 
Esso ha una durata convenzionale di 28 giorni e il suo scopo è quello di mettere a disposizione un 
oocita maturo per la fecondazione, attraverso il processo detto di ovulazione. 
Inizialmente si ha la cosiddetta “fase follicolare”, in cui il follicolo ooforo va incontro a maturazione. 
Dopodiché subentra la “fase luteinica” con la formazione del corpo luteo, un organo endocrino, 
che prepara i genitali al concepimento e alla gravidanza possibile. Se non avviene la fecondazione, 
esso degenera. Entrambe le fasi durano 14 giorni. 
Per convenzione si fa iniziare il ciclo con il primo giorno di mestruazione ed esso termina con la 
degenerazione del corpo luteo, lo sfaldamento dell’endometrio e l’inizio di un nuovo ciclo. 

Fase preantrale 
Durante i primi due o tre giorni di mestruazione di ha un processo di ingrandimento del follicolo oogeno sia per iperplasia che per ipertrofia del tessuto. L’oocita iniziale di 20µm è circondato da cellule follicolari monostratificate. Durante la fase preantrale l’oocita aumenta di dimensioni fino a 100µm ed è sede di una attiva sintesi proteica e generazione di nuovi organelli, tra cui i granuli corticali. Questa sola cellula, infatti, dovrà sostenere la formazione dello sviluppo embrionale per due settimane, in cui si hanno divisioni mitotiche senza ingrandimento del citoplasma. Sopra la membrana plasmatica si inizia a formare una zona glicoproteica, la zona pellucida. Le cellule follicolari formano la granulosa, un tessuto pluristratificato, prendendo rapporti con l’oocita, per facilitarne i compiti metabolici, anche perché la vascolarizzazione avviene a livello della teca. Attorno alla granulosa si ha la membrana propria e quindi le cellule della teca, che proliferano, secernendo ormoni sessuali. 
Fase antrale 
Terminati i primi tre giorni di maturazione avviene una selezione: la maggior parte degli oociti entrati nella fase preantrale si ferma. L’elemento discriminante è la sensibilità delle cellule del follicolo all’ormone FSH. Le cellule follicolari, infatti, esprimono tale recettore nella fase preantrale. I follicoli che esprimono più recettori per l’FSH e sono costituiti da più cellule diventano dominanti, perché sequestrano l’ormone, subendone gli effetti. Le altre cellule vanno incontro a regressione, con la formazione dei corpi atresici. Il follicolo inizia quindi a cavitarsi, alcune cellule della granulosa degenerano, formando una cisti piena di liquido (l’antro follicolare). L’oocita si confina ad un polo, continuando la sintesi di proteine e organelli, circondato dal cumulo ooforo. Il follicolo diventa molto attivo come ghiandola endocrina, le cellule della teca producono precursori androgenici degli estrogeni (androstenedione), che la granulosa attiva ad estrogeni (attraverso l’aromatasi, principalmente ad estradiolo). Questa fase dura circa 5 giorni. Gli estrogeni sono fondamentali per determinare gli eventi finali della maturazione dell’oocita ed hanno effetti anche su molti altri tessuti. 
Fase preovulatoria 
La fase preovulatoria dura circa altri due o tre giorni. Il follicolo raggiunge dimensioni 
ragguardevoli, tanto che può essere visibile sulla superficie delle ovaie. Esso ormai è 
completamente cavitato (viene chiamato follicolo di Graf o follicolo vescicoloso). Le cellule della 
granulosa accompagnano l’oocita, sempre posto in posizione laterale, circondandolo e formando il 
cumulo ooforo. Nel momento che precede l’ovulazione, l’oocita completa la meiosi I e interrompe 
nuovamente il processo. Completerà la meiosi II solo se verrà fecondato. 

Oogonio . oocita primario (3°-5° mese blocco meiosi I) . 
oocita secondario (ovulazione blocco meiosi II) . uovo maturo (fecondazione) 

Le meiosi dell’oocita, inoltre, sono asimmetriche: consistono nella semplice espulsione del 
materiale genetico in esubero, il corpo polare. L’oocita aspetta così tanto perché i cromosomi gli 
sono utili per la notevole sintesi di proteine a cui va incontro durante la maturazione. 

Il corpo luteo 
L’ormone LH è fondamentale per l’ovulazione, in tempi molto rapidi si ha il rilascio di una grande quantità di ormoni. Quando l’oocita è stato espulso, nell’ovaio rimane un follicolo vuoto. Le cellule granulose accompagnano in parte l’oocita, formando la corona radiata ma le cellule della teca formano il cosiddetto corpo luteo. Esso è giallo perché è pieno di lipidi utili per la sintesi degli ormoni e per un pigmento derivato dal carotene. Si ha un brusco cambiamento dell’ambiente ormonale, in quanto esso inizia a produrre il progesterone, che ha come ruolo quello di favorire la gravidanza. Nel caso non si abbia fecondazione e impianto nell’endometrio, il corpo luteo va incontro a rapida degenerazione (14gg) e va a formare il corpus albicans. 
Ciclo ormonale del ciclo ovarico 
Il ciclo ovarico, come si sarà già capito, dipende da uno stretto controllo ormonale. Tali ormoni sono sia le gonadotropine di sintesi ipofisaria sia gli ormoni ovarici. All’inizio del ciclo si ha una quantità maggiore di ormone follicolo stimolante rispetto all’ormone luteinizzante. Quindi si ha un picco di estrogeni, fondamentale per il completamento della meiosi I, che anticipa il violento picco di ormoni ipofisari (in particolare dell’LH), che porta all’ovulazione. Si ha un crollo nella concentrazione degli estrogeni e un aumento nella concentrazione di progesterone. Questo fa sviluppare il corpo luteo, che causa un aumento graduale ma deciso di entrambi gli ormoni femminili, progesterone in maggior misura e anche estrogeni. Tale ciclo è anche coordinato con le varie fasi di trofismo dell’endometrio. Nella fase follicolare, inizialmente, si ha il ciclo mestruale con la degenerazione e lo sfaldamento dell’epitelio endometriale. Con il picco degli estrogeni che anticipa l’ovulazione ricomincia l’attività proliferativa. Ricordiamo che esso è un epitelio colonnare monostratificato con una lamina propria connettiva fortemente vascolarizzata e ghiandole. La parte che degenera nella mestruazione è la parte funzionale. Le cellule staminali rigenerano l’epitelio e le ghiandole rapidamente sotto il controllo estrogenico e progesteronico. Al momento dell’ovulazione il tessuto ha raggiunto una dimensione normale. Nella fase luteinica l’oocita è ancora nelle tube uterine. Se avviene la fecondazione, prima che raggiunga l’utero passano altri 5 o 6 giorni. Durante questo periodo la mucosa ha il tempo di maturare ulteriormente, entrando nella cosiddetta fase secretiva. Il progesterone è un ormone pro­differenziativo che inibisce la proliferazione. A livello del collo dell’utero, al momento della ovulazione, il tappo di muco si solubilizza. 
Si hanno meccanismi di feedback ipotalamo/ipofisari in tutto questo: gli estrogeni esercitano un feedback variabile: all’inizio i bassi livelli hanno funzione di feedback negativo mentre nelle fasi terminali gli estrogeni sono prodotti in maggiori quantità, generando un feedback positivo. È la grande quantità di estradiolo prodotto dall’ovaio che determina il picco di LH e FSH per l’ovulazione. Nella fase luteinica il progesterone in particolare è un potentissimo inibitore dell’attività ipofisaria. Questo è un segnale di “standby” per evitare la maturazione di altri follicoli. La pillola anticoncezionale agisce da corpo luteo artificiale perché contiene un mix di ormoni con feedback negativo sull’ipofisi. All’inizio essa consisteva in forti dosi di progesterone, che mimavano il clima della fase luteinica, con tutto un insieme di effetti collaterali. Questo provoca un ciclo endometriale parafisiologico. Quando si interrompe la pillola, si ha una mestruazione. In pratica, essa regolarizza il ciclo mestruale ma abolisce la maturazione dell’ovulo. 
La spermatogenesi 
La spermatogenesi è un processo continuo che incomincia nella pubertà e dura per tutta la durata della vita dell’individuo di sesso maschile. Nel maschio persistono i cosiddetti dotti di Wolff, che nella donna invece degenerano, e danno origine alle vie spermatiche. I testicoli sono posti nello scroto. Questa posizione così esposta è importante in quanto si ha la temperatura più bassa, ottimale per il processo di spermatogenesi e la vitalità degli spermatozoi. 
Esiste una condizione patologica, detta di testicolo ritenuto, in cui esso permane all’interno dell’addome, con conseguente infertilità e spermatogenesi non funzionale. Esistono dei muscoli che regolano la mobilità dell’organo e quindi la sua maggiore o minore vicinanza al corpo (e la temperatura). Il testicolo è un organo ricoperto da tessuto connettivale, che va anche a sepimentarlo all’interno. Negli spicchi che si vengono a formare sono contenuti i tubuli seminiferi, lunghi e convoluti. All’interno di essi sono localizzate le cellule del Sertoli, gli spermatogoni e gli spermatociti in via di maturazione. I vari tubuli seminiferi convergono, unendosi nella cosiddetta rete testis per poi riprendere una via molto convoluta nell’epididimo e poi si uniscono a formare il dotto deferente, che percorre il canale inguinale all’interno dell’addome, e qui si porta in prossimità della vescica, dove forma l’ampolla. Essa prosegue nel dotto eiaculatorio, che raccoglie anche il secreto di ghiandole esocrine, le vescicole seminali e la prostata. Il dotto converge quindi con l’uretra, ricevendo il secreto delle ghiandole bulbo-uretrali. L’uretra percorre quindi il corpo spongioso, affiancato dai corpi cavernosi, raggiungendo la testa del glande. 
Nell’osservazione istologica dei tubuli seminiferi la sezione colpirà necessariamente molteplici tratti del tubulo, delimitati da un sottile strato di connettivo. Si notano cellule pluristratificate e nei tubuli si possono anche osservare degli spermatozoi. Le cellule del Leydig, dette anche interstiziali, si presentano chiare alle colorazioni classiche istologiche, in quanto secernono ormoni steroidei che vengono estratti dai processi di fissazione. Esse sono sotto il controllo dell’ipofisi: l’ormone luteinizzante prende il nome di ormone stimolante le cellule interstiziali (ICSH Interstitial cell stimulating hormone). Essa è esattamente la stessa molecola, che viene però prodotta nel maschio in maniera costante, non ciclica. Le cellule del Sertoli sono cellule epiteliali che formano uno strato continuo e sono unite da tight junctions. Per questo formano la cosiddetta barriera emato-testicolare, impedendo la comunicazione non controllata tra l’ambiente extracellulare e il lume. Esse la mediano. Nella porzione basale sono presenti dei recessi in cui sono ospitati gli spermatogoni. Al di là della barriera si trovano i gameti in via di maturazione, gli spermatociti, gli spermatidi ed infine gli spermatozoi maturi. La barriera è necessaria per creare un ambiente con le caratteristiche biochimiche molto controllate e per fornire una protezione immunitaria, in quanto queste cellule, che sono andate incontro a riarrangiamento genico, possono essere riconosciute come non self dall’organismo. Gli spermatogoni sono le cellule staminali dei gameti, con proprietà di autorinnovamento. Sono riconosciuti in classi successive A1-2-3-4. Si generano quindi cellule non più dotate di capacità staminale, che formano un compartimento di amplificazione transiente, dette spermatogoni intermedi, da cui generano spermatogoni di tipo B, che vanno incontro a meiosi. La meiosi è un processo continuo. Gli spermatociti primari iniziano la prima divisione meiotica. Da essi generano gli spermatociti secondari, che finiscono la seconda divisione meiotica. Da essi derivano gli spermatidi, che devono andare incontro a maturazione strutturale e morfologica, nel processo di spermioistogenesi, con formazione del flagello. In queste cellule, durante il processo della meiosi, i citoplasmi rimangono uniti fra loro, a formare sincizi, perché durante la meiosi la cellula va incontro a perdita di materiale genetico che potrebbe essere importante per la spermatogenesi, e allora lo mettono in comune. Finita la maturazione, si hanno gli spermatozoi maturi e rimangono i citoplasmi a formare il sincizio, detti corpi residui. Lo spermatozoo è costituito da più segmenti. La testa contiene quasi esclusivamente il nucleo e l’acrosoma, che è un grosso lisosoma contenente enzimi specifici fondamentali per il processo di fecondazione. 
Si ha quindi una breve regione di collo, contenente il cetriolo fondamentale per i microtubuli del flagello e una serie di mitocondri. Nel pezzo intermedio sono presenti molti mitocondri strettamente impilati, che sono fondamentali per la produzione di ATP per il movimento del flagello. Esso si divide in segmento principale e segmento terminale. Esso è costituito in tutta la sua lunghezza da uno scheletro di microtubuli, circondato nel segmento principale da proteine che lo proteggono, dette fibre esterne dense. Tuttavia, lo spermatozoo che esce dalla rete testis non è ancora in grado di fecondare. Questa proprietà viene acquisita durante il passaggio nelle vie spermatiche e nelle vie genitali femminili, attraverso i processi detti di maturazione, capacitazione e attivazione. L’epididimo è costituito da un tessuto ben distinguibile da quello dei tubuli seminiferi: presenta una parete molto diversa, si ha un rivestimento di cellule epiteliali colonnari con lunghi microvilli, detti stereocilia. Il tubulo è ovviamente sostenuto da un delicato tessuto connettivo lasso riccamente vascolarizzato. All’interno dell’epididimo gli spermatozoi vanno incontro a maturazione. In primo luogo, le stereocilia mediano il riassorbimento del fluido tubulare e la secrezione di un nuovo fluido. La maturazione prevede la condensazione della cromatina, la dipendenza da substrati metabolici esterni e il cambiamento del rivestimento con la formazione di un glicocalice glicoproteico. Esso contiene proteine fondamentali per la fecondazione, quali la fertilina. In questo tratto gli spermatozoi acquisiscono la capacità di movimento e di fecondazione. Questo è un fattore fondamentale da tenere in conto per quanto riguarda la FIVET. L’insieme di spermatozoi e fluido seminale costituisce lo sperma (108 spermatozoi/ml). Il fluido seminale viene prodotto dalle ghiandole accessorie che abbiamo già visto, le vescichette seminali, la prostata e le ghiandole bulbouretrali. Esso ha la funzione di nutrire gli spermatozoi (ad esempio è molto ricco di fruttosio) ed è utile anche per la protezione degli stessi. 
Fecondazione 
Quando gli spermatozoi sono rilasciati nelle vie genitali femminili si ha il fenomeno della capacitazione degli spermatozoi. Essa è stimolata dagli ioni bicarbonato presenti nella vagina, che attivano l’adenilato ciclasi con un burst. Si ha quindi una modificazione della composizione in glicoproteine ed in lipidi della membrana spermatica, inoltre si ha un aumento della motilità e quindi del metabolismo, dello spermatozoo. Nel collo dell’utero si ha un tappo di muco: è presente quando l’oocita non è ancora maturo ma qui gli spermatozoi possono sopravvivere per giorni. Una volta raggiunto l’utero, gli spermatozoi devono prendere la via di una delle due tube. L’oocita, per facilitare questo compito, emette dei fattori chemiotattici. La tuba uterina è una specie di labirinto, caratterizzata da un epitelio ciliato, che serve a favorire il movimento verso l’utero di ciò che vi è sopra. In questo modo, però, il movimento dello spermatozoo viene contrastato dal battito sincrono delle cilia, che lo respingono. Lo spermatozoo percepisce dei segnali, come già detto, e si prepara allo sforzo finale: si ha un rigonfiamento dell’acrosoma, i movimenti della coda diventano sempre più vigorosi, a colpo di frusta, la membrana plasmatica si modifica ancora una volta. Questo è il processo che va sotto il nome di attivazione. 
L’oocita è protetto dalle cellule follicolari che formano la cosiddetta corona radiata e dallo spesso glicocalice specializzato della zona pellucida. 
Il contatto con questo glicocalice scatena la reazione acrosomiale, con il rilascio di proteasi che la digeriscono modificandola. Il contatto fra le due membrane è mediato dal riconoscimento della fertilina, che lega una proteina di membrana ovocitica. Si ha quindi una fusione tra le due membrane, con il processo della fecondazione: si ha l’ingresso del pronucleo dello spermatozoo nel citoplasma dell’oocita. Tutte le sue altre parti rimangono fuori. L’oocita, quindi, si attiva e compie la cosiddetta reazione corticale. Essa ha lo scopo di impedire che l’oocita sia fecondato da più spermatozoi e consiste nella degranulazione di vescicole di esocitosi corticale possedute dall’oocita stesso. Esse contengono enzimi che modificano la struttura della zona pellucida, clivando le proteine ZP1/2/3, che in questo modo non consentono più il riconoscimento da parte di altri spermatozoi. 
Il blocco della polispermia è costituito quindi da una componente lenta, per esocitosi dei granuli corticali, dipendente da una trasduzione del segnale complessa (proteina G, PLC, Ca2+, PKC) e richiede qualche secondo, e una componente veloce che richiede l’attivazione dei canali per il sodio e che genera un cambiamento di potenziale della membrana. 
Fusione pronucleica e formazione dello zigote La fusione dei due pronuclei porta alla formazione dello zigote e alla ricostituizione di un numero diploide di cromosomi. Al momento della penetrazione si ha la fine della seconda divisione meiotica con espulsione del secondo corpo polare da parte dell’oocita. In tempi molto brevi si ha una sintesi del DNA rapidissima. Quindi i due pronuclei si avvicinano, le due membrane nucleari si degradano e si ha la formazione di un fuso mitotico con la prima divisione cellulare (nelle prime 24 ore). Lo spermatozoo dona anche un centrosoma per l’organizzazione del fuso mitotico. 
Prima settimana 
La prima settimana vede la moltiplicazione dei blastomeri. La zona pellucida persiste e il citoplasma rimane dello stesso volume, completamente di origine oocitica. Nelle prime 24 ore come abbiamo visto, si ha la prima divisione mitotica dello zigote, con la formazione di un gruppo bicellulare. Si ha quindi una progressiva suddivisione meiotica a 4 cellule (2gg), 8, 16 (3gg). Queste cellule sono dette blastomeri. Da 16 cellule in avanti l’embrione va sotto il nome di morula. Più o meno al 4°-5° giorno dalla fecondazione la massa si trasforma nella cosiddetta blastocisti. Essa è costituita da un rivestimento esterno di cellule, detto trofoblasto, da una cavità interna piena di liquido (cisti) e da un raggruppamento di cellule disposto asimmetricamente in essa e in continuità con il trofoblasto, detto massa cellulare interna (conosciuta con il nome inglese di inner cell mass). La zona pellucida tende quindi a degenerare (5° giorno) con la cosiddetta schiusa della blastocisti. Nel frattempo l’embrione è trasportato dalle cilia dell’epitelio tubarico arrivando a contatto dell’endometrio, dove si impianta attorno al 6° giorno. 
Questo è il periodo in cui si concentrano tutti gli eventi bioeticamente sensibili della cosiddetta “medicina della riproduzione”, dagli abortivi precoci/antiannidanti (pillola del giorno dopo, RU486, IUD), alla fecondazione assistita (FIVET in vitro fertilization and embryo transfer omologa ed eterologa), all’utilizzo delle cellule staminali embrionali per la medicina rigenerativa, alla clonazione per trasferimento nucleare. 
La RU486 (mifepristone) è un’antagonista del progesterone, che è fondamentale per il mantenimento del trofismo endometriale. Esso causa lo sfaldamento delle cellule deciduali, con l’espulsione dell’endometrio. Effetti correlati sono un aumento della funzione della muscolatura liscia dell’utero e una dilatazione della cervice uterina. La FIVET si basa sull’incontro dei gameti in provetta, con formazione di zigoti. Questi sono fatti espandere fino allo stadio di morula in vitro, in modo tale da poterne vagliare la qualità (potrebbero anche sopportare la rimozione di un blastomero per l’analisi preimpianto). Essa è una procedura complessa, che richiede il prelievo dei gameti. In particolare il problema maggiore lo si ha per gli oociti, è necessario indurre l’ovulazione e ottenere numerosi oociti. Questo è possibile con la somministrazione massiccia di ormoni gonadotropine artificiali endovena, che inducono la maturazione di più follicoli, che sono recuperati per via laparoscopica attraverso la parete addominale. Dopo la fertilizzazione, la fecondazione e lo sviluppo della morula si ha il trasferimento dell’embrione, possibilmente più a fondo possibile all’interno dell’utero. La GIFT (gamete intrafallopian tube transfer) è utilizzata in caso di infertilità maschile, per cui lo sperma viene concentrato e inoculato all’interno delle tube uterine. A cavallo dell’anno 2000 si hanno ormai scoperte apparentemente documentate dell’estrema plasticità delle cellule staminali adulte, per cui cellule emopoietiche possono essere indotte a transdifferenziare in tessuti non ematici. Nel 2004 questo è stato smentito. Le cellule staminali residenti nei vari tessuti sono difficili da trovare e prelevare. Una strada alternativa potrebbe essere quella di sfruttare una fonte di cellule staminali multipotenti come quelle della blastocisti o della morula, capaci di esprimere un qualsivoglia programma genetico, differenziando in tutti i tessuti somatici di un individuo, sia in vitro che in vivo. Il problema etico sta nella scelta di quali cellule embrionali si utilizzano, il problema pratico è che rimane sempre il problema dell’istocompatibilità. Si è pensato quindi alla clonazione a scopo medico, ovvero la generazione di una morula da cui ricavare cellule staminali totipotenti con lo stesso patrimonio genetico del paziente, in modo da poter generare un tessuto totalmente compatibile. Tuttavia essa, oltre ai problemi etici, è una procedura difficilissima di trasferimento nucleare che richiede un elevato numero di oociti donati (da chi?). Ora si è scoperto che si può indurre la riprogrammazione di una cellula a staminale pluripotente tramite un cocktail di fattori di trascrizione, che generano una iPS (induced pluripotent stem cell). I problemi sono ancora molti, in quanto i TF utilizzati sono potentissimi oncogeni e la tecnica di trasfezione dei geni è ancora difficile. Inoltre, è necessaria la piena conoscenza dei meccanismi molecolari di differenziamento tissutale e la possibilità i riprodurli in vivo/in vitro. 
Quando la morula è completata le cellule degli strati più esterni vanno incontro ad un differenziamento “epiteliale”, si polarizzano, con la formazione di giunzioni occludenti e microvilli. La sfera compatta si cavita e va incontro al primo differenziamento: la parete del trofoblasto darà origine agli annessi embrionali, mentre la inner cell mass è costituita da cellule pluripotenti, per tutti i tessuti cellulari del corpo. A 4 giorni la blastocisti presenta ancora la zona pellucida, che impedisce il contatto con le cellule dell’epitelio tubarico. Nel caso accada un annidamento nella tuba, si parla di gravidanze tubariche, un’evenienza che è resa maggiormente probabile dall’utilizzo dello IUD (intra-uterine device). Il corretto posizionamento della blastocisti è nella cavità uterina, possibilmente nella parete anteriore o posteriore, sull’alto. Se l’embrione si impianta in basso, si ha il rischio della cosiddetta placenta previa. 
Fino a questo punto si può avere la generazione di gemelli. Essi possono essere eterozigoti, ovvero derivanti da due eventi fecondativi differenti, a causa di una ovulazione multipla, che dà origine a due individui del tutto differenti, come due fratelli qualsiasi (con la differenza che hanno condiviso l’ambiente uterino per nove mesi). I gemelli omozigoti, invece, si sviluppano a partire da un unico evento fecondativo. Da esso si forma lo zigote, va avanti nel suo processo di sviluppo ma ad un certo punto si divide. Solitamente la divisione è asimmetrica, ma è sufficiente che si stacchi un solo blastomero per generare due morule. Se la divisione avviene presto a livello della morula, si formano due blastocisti differenti e i gemelli saranno diamniotici e dicorionici. Se invece la divisione avviene quando la blastocisti si è già formata, si ha la formazione di due inner cell masses, con la formazione di gemelli monocorionici (una sola placenta) ma diamniotici. Se la divisione avviene in una fase ancora più avanzata, dopo l’impianto, si è già formata la cavità amniotica, e allora si hanno gemelli monocorionici e monoamniotici. Un caso estremo e raro è la divisione ad un momento così avanzato che le cellule hanno perso la pluripotenza e si formano due embrioni che hanno perso la capacità di generare due corpi indipendenti (gemelli siamesi). 
Seconda settimana 
Durante la seconda settimana si ha l’impianto nell’endometrio, la formazione del sinciziotrofoblasto e l’instaurarsi di una primitiva circolazione. Quindi si ha la formazione di un embrione bilaminare con cavità amniotica, sacco vitellino e cavità corionica. Quando la blastocisti contatta l’endometrio, che è in fase secretiva sotto il controllo del progesterone prodotto dal corpo luteo, si forma il sinciziotrofoblasto, una emanazione del trofoblasto stesso: le cellule a contatto con l’endometrio proliferano e si espandono, ma non dividono i loro citosol (formano, appunto, un sincizio). La massa citoplasmatica si insinua nello stroma del connettivo lasso. Se l’impianto avviene in posizione ectopica, all’interno delle tube o nell’ovaio, questa invasività ha attività distruttiva, formando un tumore carcinoembrionario. Talvolta questo capita anche quando l’embrione si impianta in posizione corretta, formando un coriocarcinoma. 
Studieremo lo sviluppo delle singole parti giorno per giorno. Il sinciziotrofoblasto verso gli 8-9 giorni si è allargato all’interno della sottomucosa uterina e, entro i 10-11 giorni, ha trascinato l’embrione all’interno di tale tessuto. Si forma un tappo di chiusura che separa completamente l’embrione dalla cavità uterina. Erodendo lo stroma, il sinciziotrofoblasto ha contattato i capillari, ed erodendo anch’essi, ha permesso la formazione di laghi di sangue materno, che lambiscono liberamente l’embrione, fornendogli l’ossigenazione necessaria. Si ha una reazione deciduale generata dal progesterone: le cellule dello stroma tendono ad aumentare al massimo il metabolismo per favorire la sintesi e sopperire alle necessità dell’embrione. Il secondo aspetto è di difesa: l’embrione è aggressivo, molto invasivo. Il tessuto stromale oppone della resistenza, formando delle barriere fisiche, inducendo una modificazione della matrice extracellulare. A 12 giorni il sincizio diventa sempre più esteso, e con esso la rete lacunare. Fra il sincizio e l’abbozzo embrionale è ancora presente una parete monostratificata, detta citotrofoblasto. Alla fine della seconda settimana essa forma dei villi primari, che si insinuano nel sincizio, costituendo gli abbozzi dei villi placentari. 
La massa cellulare interna, appena avviene l’annidamento, si organizza nel cosiddetto disco 
bilaminare: esso è costituito da due lamine piatte, l’epiblasto e l’ipoblasto, a contatto con due 
cavità. 
L’epiblasto è a contatto con la cavità amniotica ed è costituito dagli amnioblasti. L’ipoblasto, 
invece, è a contatto col sacco vitellino, che è determinato anche dalla membrana di Heuser. 
Attorno a queste due strutture è ancora posto il citotrofoblasto. 
Questa struttura si mantiene nella seconda settimana, alla cui fine la membrana di Heuser è 
sostituita dalle cellule proliferanti dell’ipoblasto, che formano l’entoderma extraembrionale. 
A metà della seconda settimana nel trofoblasto, dopo che esso ha secreto il reticolo 
extraembrionale, le cellule dell’epiblasto iniziano a proliferare e a generare il mesoderma 
extraembrionale, tra il citotrofoblasto e il resto. Rapidamente esso inizia a cavitarsi, e alla fine le 
varie cavità si fondono generando la cavità del corion e quindi il celoma extraembrionale. 
Essa è rivestita da una membrana, la somatopleura extraembrionale dal lato del citotrofoblasto, e 
la splancnopleura extraembrionale dal lato dell’embrione bilaminare. 

Si ha quindi un sistema concentrico di cavità. Questa struttura solida cresce nello stroma, 
altrettanto solido. Per crescere da questo embrione piatto all’embrione tridimensionale 
l’ambiente liquido è quello che permette la maggiore libertà. Il tessuto stromale che circonda 
l’embrione, dalla quarta settimana, prende il nome di decidua basalis e decidua capsularis, 
rispettivamente verso il miometrio e verso il lume uterino. 

Terza settimana 
Durante la terza settimana si ha la gastrulazione, ovvero la formazione dei tre foglietti germinativi, 
la neurulazione, cioè la formazione del tubo neurale, la suddivisione del mesoderma, lo sviluppo di 
un sistema cardiovascolare ed un ulteriore sviluppo dei villi coriali. 

Per gastrulazione si intende la formazione di un embrione formato da tre foglietti ancora piatti. La 
cavità amniotica è posta sopra (epiblasto) e il sacco vitellino è posto sotto (ipoblasto). Si definisce 
una struttura, il nodo di Hensen, da cui si diparte come un raggio la linea primitiva, che determina 
la polarizzazione cranio-caudale, in quanto va verso l’estremità posteriore del tronco. Originerà la 
colonna vertebrale e il tessuto nervoso in essa contenuta. 
Si ha quindi una successiva proliferazione di cellule da parte della linea primitiva, che vanno a 
sostituire l’ipoblasto con un monostrato di cellule staminali embrionali con potenzialità ristretta, 
l’endoderma. Altre cellule, provenienti sempre dalla linea primitiva, si inseriscono fra i due strati e 
per questo motivo prendono il nome di mesoderma. L’epiblasto, quindi, prende il nome di 
ectoderma. 
Il nodo di Hensen secerne fattori di crescita, fungendo da induttore dello sviluppo. Gli eventi della 
gastrulazione sono perfettamente sovrapponibili in tutti gli altri animali vertebrati. 
Il mesoderma si forma ovunque tranne in due punti: la membrana faringea (cranialmente) e la 
membrana cloacale (caudalmente). Questi sono i punti in cui l’endoderma deve continuarsi con 
l’ectoderma. 
Si noti che il setto traverso, l’abbozzo del futuro diaframma, è posto cranialmente rispetto a tutto 
il resto. Il suo spostamento a metà del corpo avviene grazie a successivi ripiegamenti 
anteroposteriori e laterali. 
Si ha una struttura che parte dal nodo di Hensen e va verso la porzione cefalica. Essa è detta 
processo cefalico e darà in seguito origine alla notocorda. Essa è una struttura di importanza 
fondamentale per lo sviluppo di tutta una serie di strutture adiacenti, e formerà il nucleo polposo 
dei dischi intervertebrali. 

Il processo cefalico si cavita (fossetta primitiva) e ad un certo punto si cavita talmente da dare una connessione tra la cavità vitellare e la cavità amniotica (canale neurenterico tra il17° e il19° giorno). Esso si fonde dando origine ad un tubo, la notocorda. L’ectoderma, per tutta la lunghezza della notocorda, va incontro ad un movimento morfogenetico che genera l’abbozzo del sistema nervoso, il tubo neurale (il processo si chiama neurulazione). Prima, in corrispondenza della notocorda, si forma la cosiddetta placca neurale, un ispessimento dell’ectoderma. Quindi si ripiega a formare una specie di solco, la doccia neurale. Questo solco tende a richiudersi, formando il tubo neurale. Si formano anche degli isolotti di cellule, le creste neurali (da cui derivano tra l’altro i melanociti, il sistema nervoso periferico e la midollare surrenale). Esso sono cellule dotate di un’elevata capacità di migrazione. La porzione craniale del tubo darà origine all’encefalo, mentre le parti centrale e terminale genererà il midollo spinale. In genere il tubo neurale si chiude senza problemi. A volte, però, si può avere un difetto di chiusura che, se avviene molto precocemente porta all’aborto. Possono essere “compatibili” con la prosecuzione dello sviluppo fetale la mancata chiusura della estremità. La mancata chiusura cefalica porta ad anencefalia, mentre la mancata chiusura della porzione caudale porta alla cosiddetta spina bifida, compatibile con la vita ma causa di gravi menomazioni (il mancato funzionamento delle parti inferiori del midollo spinale). Il mesoderma si suddivide in parassiale (in continuità con il tubo neurale) intermedio e laterale (splancnico e somatico). 
Quarta settimana 
Durante la quarta settimana l’embrione si ripiega: da un organismo piatto rigenera un organismo tubulare. Si ha anche la chiusura del tubo neurale, lo sviluppo dei somiti, la comparsa degli abbozzi degli arti, la formazione degli archi branchiali, delle vescicole otiche e dei placodi dei cristallini. Il sinciziotrofoblasto diventa un organo endocrino, che serve a garantire la permanenza del corpo luteo, impedendone la degenerazione. Esso secerne la gonadotropina corionica (hCG), che mantiene il copro luteo vivo e vitale per circa tre mesi. Al termine di essi sarà la placenta stessa a garantire la secrezione di progesterone ed estrogeni. La hCG può essere dosata per la diagnosi di gravidanza. Gli altri sintomi e segni (tra cui la mancanza di mestruazioni) sono incerti. L’ectoderma va incontro a proliferazione laterale molto rapida e con essa cresce la cavità amniotica verso il basso, tendendo a convergere quindi verso l’interno. Ad un certo punto i foglietti si fondono sul piano ventrale. I risultati finali di questo processo sono il fatto che l’embrione si è trasformato in un tubo e che la parete del sacco amniotico è andata a circondare completamente l’embrione. Tutto intorno, l’embrione è delimitato dall’ectoderma. Nella parte più interna è un tubo, ripiegato, dell’endoderma, l’abbozzo dell’intestino. Nell’embrione sono presenti delle strutture particolari, i somiti. Essi derivano dal mesoderma parassiale e vanno a formare tra le altre cose anche le vertebre. Il mesoerma intermedio andrà a formare le creste genitali e l’abbozzo del rene. Sono presenti quindi altre due lamine: il mesoderma splancnico va a rivestire il tubo intestinale. Il mesoderma somatico forma invece la cavità del celoma embrionale, che diverrà nient’altro che la cavità virtuale tra i due foglietti peritoneali. Si ha quindi anche un ripiegamento anteroposteriore. In posizione cefalica si è formata l’area cardiogena con l’abbozzo del cuore. Il ripiegamento anteriore fa sì che il cuore e il setto traverso si posizionino correttamente a livello toracico. Lo stesso avviene in posizione caudale, dove si forma una plica. Il sacco vitellino viene parzialmente compreso nell’embrione. Caudalmente si nota la presenza di un peduncolo: l’embrione rimane attaccato al trofoblasto, che sta formando la placenta (peduncolo d’attacco, che diventerà quindi cordone ombelicale). 
La circolazione è il primo sistema che inizia a svilupparsi e funzionare. Nella zona cefalica del 
foglietto bilaterale, nel mesoderma si formano i cordoni angioblastici. Non appena avviene il 
ripiegamento, essi vanno a formare i tubi endocardici e a trovarsi in posizione mediale. Si forma un 
tubo unico con più strati: epicardio, miocardio, gelatina cardiaca, endocardio. Già a partire dalla 
terza settimana iniziano a svilupparsi le cellule che dovranno trasportare l’ossigeno, mentre le 
cellule della serie bianca non sono ancora necessarie. La prima sede di formazione degli 
eritroblasti sono le isole sanguigne della parete del sacco vitellino (isolotti di Wolff). Il 
citotrofoblasto inizia a estendersi, formando i villi placentari (per aumentare la superficie di 
contatto. Iniziano a formarsi i cordoni angioblastici, dei vasi molto rudimentali che vanno a 
formare una rete. All’inizio della quarta settimana, quando i ripiegamenti sono avvenuti, la 
circolazione è estremamente sviluppata e serve alla distribuzione dei nutrienti. Il tubo è 
inizialmente già dotato di vasi venosi e vasi arteriosi (il cui differenziamento è indotto dalle diverse 
condizioni di funzionamento) pari. 
Le arterie cordonali distribuiscono il sangue al sacco vitellino. Esistono poi due arterie che passano 
attraverso il peduncolo d’attacco (le future arterie ombelicali) e gli scambi gassosi avvengono a 
livello della placenta. Il sangue ossigenato ritorna dalla placenta attraverso la vena ombelicale. La 
emoglobina fetale ha un’affinità particolarmente elevata per l’ossigeno. Inoltre, la circolazione 
fetale, fino alla fine dello sviluppo, sarà mista (con mescolamento del sangue venoso e del sangue 
arterioso). 

Il mesoderma è suddiviso in due cordoni che decorrono ai lati del tubo neurale, che formano il 
cosiddetto mesoderma parassiale. Esso si differenzia nei somiti (un metodo molto utilizzato per la 
datazione dell’embrione fino a non molto tempo fa) dall’inizio della terza settimana fino alla fine 
della quarta. Prima si formano dei rigonfiamenti, da cui derivano 49 somitomeri, con il ritmo di 4-5 
al giorno. In un primo momento essi sono uniti fra loro, ma dall’inizio della quarta settimana, ad 
eccezione dei primi sette (cefalici) si frammentano e diventano 42 coppie di somiti. 5 degenerano 
e le rimanenti 37 formano i corpi delle vertebre e i quattro somiti occipitali. Lo sviluppo dei somiti 
è complesso: inizialmente si ha una cavitazione, con la formazione del miocele. Quindi si ha una 
suddivisione dello stesso in una parte superficiale compatta (dermomiotomo) e in una parte di 
cellule che si dividono, migrano e circondano il tubo neurale (sclerotomo). Esse formano l’arco 
vertebrale e si addensano per formare il corpo della vertebra. La lamina più superficiale del 
dermomiotomo forma la maggior parte del derma del nostro corpo. La lamina più interna 
(miotomo) contiene i precursori muscolari, che in parte rimangono localmente nel tronco, in parte 
migrano negli abbozzi degli arti. Sono cellule molto mobili, dotate di grande capacità migratoria. 

DESTINO DEI TESSUTI MESODERMICI 
Dermatomo: parte del derma. 
Miotomo: muscoli del corpo (non tutti) in particolare degli arti e del tronco. 
Sclerotomo: vertebre, coste, scapola. 
Mesoderma intermedio: strutture urogenitali, pronefro e mesonefro (rene), uretere, creste 
genitali, dotti di Wolff e di Müller. 
Mesoderma splancnico: cuore, “sangue”, vasi sanguigni, parte viscerale delle sierose, muscolatura 
liscia viscerale, corteccia surrenale. 
Mesoderma somatico: derma (in particolare degli arti) alcuni muscoli lisci, parte parietale delle 
sierose, cartilagini e ossa degli arti. 

DESTINO DEI TESSUTI ECTODERMICI 
Cresta neurale: strutture propriamente nervose del SNP (neuroni e glia), strutture connettivali 
(aracnoide e pia madre), derma della faccia e del collo, muscoli dell’iride, cartilagini della faccia 
(per ossificazione diretta), melanociti, midollare surrenale, odontoblasti. 
Tubo neurale: SNC, nervo ottico e retina, neuroipofisi 
Ectoderma di rivestimento: epidermide e annessi cutanei (capelli, unghie, ghiandole sudoripare, 
sebacee e mammarie), placodi acustici, ottici e olfattivi. 

DESTINO DEI TESSUTI ENDODERMICI 
Formazione dell’intestino primitivo, un tubo che va dallo stomodeo (la futura bocca) al proctodeo 
(il futuro ano). Da esso si formano le strutture delle vie respiratorie (la faringe si biforca formando 
anteriormente la laringe, la trachea, i bronchi e i polmoni). Posteriormente si ha l’esofago, lo 
stomaco, il duodeno con il pancreas, il fegato e la cistifellea. È una struttura convoluta destinata ad 
allungarsi molto, formando l’intestino tenue e l’intestino crasso. A livello del cordone ombelicale 
viene “pinzata” parte del sacco vitellino (incorporata). Inoltre, è presente una struttura vestigiale, 
il dotto vitellino, con la vescicola vitellina, che costituiscono un’introflessione che viene obliterata, 
formando il legamento onfalomesenterico. 
Gli archi branchiali, alternati a tasche, formano delle strutture in cui i tre foglietti e le cellule della 
cresta neurale si organizzano per andare a formare le complesse strutture del capo e del collo. 

Dalla quarta alla settima settimana di sviluppo un giorno è rappresentativo per ogni settimana. 
Il 32° giorno (5a settimana 4,0 mm) il capo si ingrandisce, gli abbozzi degli arti si fanno sempre più 
evidenti, si ha uno sviluppo dei placodi e si ha una prominenza cardiaca molto evidente. 
Il 42° giorno (6a settimana 11,0 mm) si è formato l’occhio. Gli arti si allungano rapidamente e 
iniziano a formarsi i raggi digitali. 
Il 48° giorno (7a settimana 16,0 mm) gli arti ormai sono abbastanza evidenti, con abbozzi articolari. 
Tra il 52° e il 56° giorno (8a settimana ~30 mm) si ha un aspetto esteriore già molto simile al feto 
partorito. Si completa il periodo della organogenesi. Le strutture interne sono già praticamente 
strutturate in modo definitivo. Il tempo rimanente prima del parto è necessario per una grande 
espansione, soprattutto per quanto riguarda le dimensioni dell’encefalo. 
Terminata l’8a settimana, si parla non più di embrione, ma di feto. Ciò che cresce di più è la testa, 
tutto il resto segue. La maturazione funzionale del sistema nervoso avviene attraverso le 
esperienze (l’udito fetale funziona già molto bene, e verso il 3°-4° mese inizia già a reagire agli 
stimoli uditivi). 
L’apparato respiratorio deve andare incontro a sviluppo perché non appena viene tagliato il 
cordone ombelicale, esso deve iniziare a funzionare. Il surfattante polmonare è fondamentale in 
tutto questo perché impedisce il collasso dell’alveolo. 

Teratologia 
La teratologia è lo studio della causa e della patogenesi delle malformazioni congenite (avvenute 
durante lo sviluppo embriofetale). Esse sono malformazioni prenatali. 
Il sistema nervoso centrale è quello più colpito (6/1000) e può andare incontro ad anencefalia, 
spina bifida, idrocefalia, microcefalia, mielomeningocele. 
La loro incidenza è stata ridotta con la somministrazione dell’acido folico, che previene parte di 
queste malformazioni. 
Seguono subito le patologie cardiovascolari (4,5/1000), quelle dell’apparato digerente, dello 
scheletro e dell’apparato urogenitale. 
Poco si sa delle cause di tali anomalie congenite: della maggior parte l’eziologia è ignota o si 
sospetta un’eredità multifattoriale. 

Altre sono mutazioni geniche, anomalie cromosomiche, agenti ambientali. 
Queste ultime sono quelle su cui abbiamo maggiore possibilità di agire. La focomelia è una 
malformazione degli arti che ha causa iatrogena. Fra i fattori ambientali che più possono causare 
teratogenesi, infatti, vi sono i farmaci (in questo caso la talidomide). 
Il periodo di massima sensibilità a elementi esogeni che possono interferire con lo sviluppo è 
proprio il periodo che va dalla 3a alla 8a settimana, con un picco attorno alla 4a. 
Il problema maggiore è che in questo periodo la madre può essere ignara del fatto di essere 
incinta, e quindi non avere gli scrupoli elementari che si adottano quando si è incinta, proprio per 
evitare danni al concepito. 
Il tubo neurale e l’intero sistema nervoso sono molto sensibili per tutta la gravidanza. Il cuore è 
molto sensibile dall’inizio fino all’ottava settimana. Anche gli arti sono sensibili da molto presto. 
Entro le 8 settimane vi è una sensibilità enorme. 
Quali sono i teratogeni? 
Sostanze farmacologiche: fumo (che non è propriamente teratogeno ma provoca 
ipoossigenazione), alcol, caffeina, droghe, ormoni di varia natura (si noti che anche i 
corticosteroidi, il cortisone interagiscono con l’attività degli ormoni endogeni del feto), antibiotici, 
anticoagulanti, antineoplastici, ACE inibitori, acido retinoico (vit. A), farmaci tiroidei, 
benzodiazepine, litio. 
Altri possono essere ambientali: radiazioni ionizzanti, inquinanti vari, agenti infettivi (toxoplasma, 
rosolia, CMV, HSV II, HIV, il complesso ToRCHH) 

La diagnostica prenatale si avvale di diverse tecniche. Quella di base, ma che permette già un buon 
livello di screening, è l’ecografia, che tra l’altro non è assolutamente dannosa per il feto né 
rischiosa. 
Esistono metodi di screening non invasivo (di nuovo, ecografia ed esami del sangue) per la trisomia 
del 21 e per i difetti di chiusura del tubo neurale: traslucenza nucale (segno ecografico) dosaggi 
AFAP, PAPP-A hCG. Essi non danno certezza ma sono un’utile indicazione sul fatto se effettuare o 
meno altri esami. 
Metodi di diagnostica invasiva (non privi di rischi) sono l’amniocentesi e il prelievo dei villi coriali, 
per l’analisi del cariotipo e dell’analisi genetica in generale. 

In parte, ciascuna delle cellule esegue in modo pressoché automatico il suo processo di 
differenziamento. Il coordinamento della proliferazione e del differenziamento è possibile grazie a 
fattori solubili o legati alla superficie, espressi da cellule in grado di influenzare altre cellule: TGF-ß, 
BMP, HGF, FGF, efrine, Wnt, Hedgehog, Delta (questi ultimi tre, staminalità ma anche ruolo 
nell’induzione del differenziamento). 
I fattori si dividono in induttivi (o morfogeni) e permissivi. 
I fattori induttivi provengono da cellule che hanno il ruolo di direttori del differenziamento 
cellulare (in particolare il nodo di Hensen e la notocorda). Essi hanno il compito di emettere dei 
segnali che regolano il differenziamento di altre cellule. I sistemi di trasduzione si basano su più 
interazioni proteina-proteina (non su cascate enzimatiche). Essi agiscono su cellule più o meno 
distanti, inducono un comportamento differenziativo, attivando un programma genetico. Molto 
importante è l’effetto dose-dipendente: essi agiscono non solo da un punto di vista qualitativo ma 
anche quantitativo. Si formano dei gradienti di segnale simmetrici, a partire dalle cellule induttive. 
Più il segnale è intenso, più sarà intenso l’effetto. Talvolta, però, la risposta è anche 
qualitativamente differente a seconda della quantità di segnale: tanto segnale induce un 
programma genetico, poco segnale ne induce un altro. 

I fattori permissivi danno il via ad un programma genetico per cui la cellula è stata istruita, ovvero è già pronta ad eseguire. Essi hanno quindi la funzione di interruttore, attraverso un effetto soglia, non più dose dipendente. La via di trasduzione, in questo caso, è una cascata enzimatica. Esistono fattori trascrizionali che appartengono alla famiglia dei cosiddetti omeogeni. Questo è un meccanismo molto conservato (anche se in alcuni punti sostanzialmente differente) dalla Drosophila fino ai mammiferi. Nella specie umana esistono quattro gruppi paraloghi di omeogeni, ovvero situati su cromosomi differenti: HOX A/B/C/D. Essi sono suddivisi in sottogruppi che identificano geni con specificità di azione comune. 
Il nodo di Hensen e la linea primitiva secernono segnali di invasività, quali HGF/SF. Sperimentalmente, si è visto che la somministrazione di tali fattori causa una dissociazione del tessuto e una migrazione delle cellule. Inoltre, si ha anche un effetto morfogenetico. Il recettore TK di HGF, Met, è mutato nel cancro. Il segnale trasdotto non è più fisiologico, che consente sì l’invasività e l’organizzazione ma la morfogenesi non sarà più possibile (si sparge un po’ ovunque) Si noti che Met è espresso in molte cellule staminali e può indurre il movimento delle cellule verso cellule con un gradiente di HGF.