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Laurea Triennale in Ottica e Optometria CORSO DI BIOLOGIA Dr. Stefania Bortoluzzi 40 ore di lezione frontale 16 ore di esercitazione Lunedi’ e giovedi’,

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1 Laurea Triennale in Ottica e Optometria CORSO DI BIOLOGIA Dr. Stefania Bortoluzzi 40 ore di lezione frontale 16 ore di esercitazione Lunedi’ e giovedi’, 11:30-13:00 Aula di Ottica Via Tiepolo, 85 Piano terra

2 CORSO DI BIOLOGIA - Programma 1.Nozioni introduttive 2.Struttura e funzione della cellula 3.Le membrane cellulari, il trasporto transmembrana 4.Divisione cellulare (Mitosi e ciclo cellulare, Meiosi) 5.Basi molecolari dell’informazione ereditaria 6.Introduzione all'istologia 7.Tessuti epiteliali: caratteri generali e classificazione 8.Tessuti connettivi: caratteri generali e classificazione 9. Sangue e ematopoiesi 10.Tessuto nervoso 11. Tessuto muscolare

3 IL SANGUE E L’EMATOPOIESI

4 SANGUE Alberts et al.,“Molecular Biology of the Cell”. Garland Science Tessuto connettivo caratterizzato da una sostanza fondamentale fluida, racchiuso in un sistema di canali comunicanti (vasi arteriosi e venosi).

5 Distribuzione delle sostanze nutritive. Trasporto dei gas disciolti. Trasporto dei prodotti del catabolismo. Trasporto di enzimi e ormoni a specifici tessuti- bersaglio. Controllo del pH e della composizione elettrolitica dei liquidi interstiziali. Riduzione della perdita di liquidi attraverso lesioni di vasi e di altri tessuti. Difesa dell'organismo dalle tossine e dai patogeni. Regolazione della temperatura corporea. SANGUE - Funzioni

6 Sadava et al.,“Biologia”, 3E Edizioni Zanichelli SANGUE - Componenti

7 ERITROCITI Gli eritrociti presentano una forma a disco biconcavo con uno spessore di 2  m in periferia e 1  m al centro. Questo aumenta la superficie e quindi l'efficienza dello scambio di gas fra citoplasma e circolo ematico. Uomo: 5 milioni/mm 3 Donna: 4.5 milioni/mm 3 Diametro medio: 7.5  m Alberts et al.,“Molecular Biology of the Cell”. Garland Science

8 ERITROPOIESI Durante il differenziamento (eritropoiesi) gli eritroblasti subiscono la perdita del nucleo e di tutti gli organuli. Gli eritrociti immaturi immessi in circolo sono detti reticolociti e conservano per alcune ore ribosomi e mRNA con i quali continuano a sintetizzare emoglobina. Mancando di tutti i dispositivi di sintesi i globuli rossi perdono progressivamente la loro efficienza, si trasformano in sferociti e vengono rimossi dopo circa 120 giorni.

9 ERITROPOIESI

10 Costituiti per il 65% da acqua e per il 33% da proteine. L'emoglobina rappresenta il 95% delle proteine. Ricavano energia mediante glicolisi. Contengono l'anidrasi carbonica che catalizza la formazione di acido carbonico a partire da CO 2 e acqua. Lo ione HCO 3 - che si forma tampona il pH del sangue e contribuisce al trasporto della CO 2. ERITROCITI

11 Il citoscheletro legato alle membrane degli eritrociti mantiene la forma discoidale biconcava e protegge il plasmalemma dagli stress meccanici che subisce mentre attraversa vasi sanguigni ristretti e valvole cardiache. L'insieme di questi complessi sovramolecolari determina forma, l'elasticità e la flessibilità della membrana eritrociataria. ERITROCITI

12

13 GLOBULI BIANCHI O LEUCOCITI I leucociti sono cellule bianche del sangue con funzione di difesa. Vengono divise in due categorie principali: Granulociti (presentano voluminose inclusioni citoplasmatiche) Neutrofili Eosinofili Basofili Agranulociti Monociti Linfociti Neutrofili 60-70% Linfociti 20-25% Monociti 3-8% Basofili <1% Eosinofili 2-4%

14 Globuli bianchi o leucociti Sono tutti dotati di capacità di movimento ameboide. Attirati da specifici stimoli chimici (chemiotassi), possono uscire dal circolo ematico (diapedesi) per portarsi nel connettivo. Durante la diapedesi l'aderenza tra le cellule endoteliali viene temporaneamente persa. Alberts et al.,“Molecular Biology of the Cell”. Garland Science

15 GRANULOCITI Sono cellule differenziate (non si possono più dividere). Presentano un nucleo multilobato e numerosi granuli di varia natura.

16 Gr. Neutrofili Maggior parte dei leucociti. Diametro 8/9  m. Vita breve. Hanno il compito di fagocitare e eliminare microorganismi invasori. Sono estremamente mobili. Mostrano un nucleo multilobato con lobi collegati tra loro da filamenti di cromatica. I lobi aumentano con l'età della cellula. Granuli azzorrofili (primari): sono dei tipici lisosomi primari. Granuli specifici (secondari): contengono enzimi e sostanze farmacologiche necessarie alla loro funzione antimicrobica. Granuli terziari: contengono gelatinasi e catepsine che mediano il processo di penetrazione nel connettivo e glicoproteine che mediano l'adesione cellulare e i processi di fagocitosi.

17 GR. Eosinofili Contengono granuli azzurrofili (lisosomi) e granuli specifici, relativamente grandi che si colorano con l'eosina (granuli acidofili). Contengono enzimi idrolitici. Meno del 4% dei leucociti. Forma rotonda e diametro 9/11  m. Nucleo bilobato. Rimangono in circolo 6-10 ore e poi migrano nel connettivo dopo possono sopravvivere 8-12 giorni. Gli eosinofili eliminano i complessi antigene-anticorpo e partecipano alla reazione antiparassitaria.

18 Basofili Contengono granuli azzurrofili (lisosomi) e granuli specifici, che contengono eparina, istamina, fattori chemiotattici per eosinofili e neutrofili. Rilasciano eparina (funzione anticoagulante) ed istamina (vasodilatatore che aumenta la permeabilità dei capillari). Meno dell'1% dei leucociti. Diametro 7/8  m. Nucleo bilobato o a forma di S generalmente mascherato dalla basofilia del citoplasma. r.it/giuseppe/didattica

19 AGRANULOCITI I linfociti possono dividersi per mitosi. I monociti differenziano a macrofagi.

20 Monociti Sono le cellule più grandi presenti nel sangue (diametro  m). Il nucleo grande, a forma di rene. Permangono in circolo solo pochi giorni prima di migrare nel connettivo dove si differenziano in macrofagi. I macrofagi fagocitano e distruggono sia cellule morte o danneggiate sia antigeni e materiale estraneo corpuscolato.

21 Linfociti 3 categorie di linfociti: Linfociti B Linfociti T Linfociti NK Leggermente più grandi degli eritrociti (diametro 8-10  m). Nucleo grande e ricco di eterocromatina. Sono cellule non terminalmente differenziate e in grado di trasformarsi in linfoblasti e di assumere nuove funzioni in seguito all'interazione con l'antigene.

22 Linfociti Linfociti B Attivati dall'interazione con l'antigene si trasformano in plasmacellule (cellule effettrici) che producono anticorpi. Alcuni si differenziano in cellule della memoria, pronte a dividersi e a rispondere quando si ripresenta lo stesso antigene. Linfociti T T-helper che collaborano con i linfociti B nella risposta umorale (produzione di anticorpi) mediante la produzione di molecole segnale dette citochine. T-citotossici invece producono sostanze che uccidono cellule infette da virus o cellule estranee (rigetto del trapianto). T-soppressori o regolatori riducono o bloccano la risposta immunitaria dei linfociti B e T contro un determinato antigene. Linfociti NK Sono in grado di uccidere cellule estranee o trasformate senza l'intervento delle cellule T.

23 PIASTRINE Piccoli elementi a forma discoidale (2-4 µm) del sangue periferico ( piastrine/mm 3). Sono privi di materiale nucleare. Vita media di 8-10 giorni. Sono prodotte nel midollo osseo per frammentazione di grandi elementi cellulari detti megacariociti.

24 I granuli contengono e rilasciano: Fibrinogeno, fattori di crescita e fattori della coagulazione che facilitano la riparazione dei vasi e la coagulazione del sangue. Calcio, ADP, ATP, serotonina che facilitano l'aggregazione piastrinica e la vasocostrizione. Enzimi idrolitici per la dissoluzione del coagulo. Sadava et al.,“Biologia”, 3E Edizioni Zanichelli Piastrine Contatto con il collagene esposto dalla lesione attivazione delle piastrine adesione alla parete vascolare danneggiata (adesione e aggregazione piastrinica)

25 Piastrine

26 EMATOPOIESI Nell'adulto l'ematopoiesi, cioè la formazione delle cellule del sangue, avviene nel midollo osseo rosso che si trova nelle cavità del tessuto osseo spugnoso. Il midollo è separato dall'osso dall'endostio. Invece, durante lo sviluppo fetale ed embrionale, tale attività è presenta anche nel sacco vitellino, nel fegato e nel timo.

27 EMATOPOIESI Celllula staminale ematopoietica Linea linfoide Linea mieloide

28 EMATOPOIESI

29 IL SISTEMA VASCOLARE Il sangue circola nel corpo attraverso un sistema di vasi costituito da arterie, capillari e vene. Le arterie sono i vasi che trasportano il sangue dal cuore verso la periferia. Si ramificano in vasi di calibro sempre minore e irrorano tutti i distretti del corpo. I capillari formano la rete capillare, costituita da vasi a parete sottile attraverso i quali si realizza lo scambio, tra i tessuti ed il sangue, di gas, sostanze nutrienti, ormoni. Le vene drenano il sangue dai tessuti formando vasi di calibro sempre maggiore man mano che si portano al cuore.

30 Organi cavi vascolari Gli organi cavi vascolari sono costituiti da tre strati concentrici: La tonaca intima è costituita da endotelio (epitelio pavimentoso semplice) al quale segue un sottile strato di connettivo. La tonaca media, normalmente lo strato più spesso delle pareti dei vasi, è costituita da strati di muscolatura liscia. Tra le cellule muscolari si trovano fibre elastiche. La tonaca avventizia costituisce lo strato più esterno e si fonde con il tessuto connettivo circostante.

31 Arterie Le arterie sono i vasi sanguigni che trasportano il sangue lontano dal cuore. Si dividono in arterie di tipo elastico (arterie di conduzione), muscolare (arterie di distribuzione) e arteriole. Nelle arterie di tipo elastico strati concentrici di membrane elastiche occupano la maggior parte della tonaca media.

32 Arterie Nelle arterie di tipo muscolare è presente una spessa tonaca media composta prevalentemente da cellule muscolari lisce.

33 Arterie Le arteriole hanno una tonaca media formata da pochi strati di cellule muscolari lisce e sparse fibre reticolari ed elastiche.

34 Capillari I capillari prendono origine dalle estremità terminali delle arteriole e, ramificandosi, formano una rete che si trova interposta tra arteriole e venule. Si possono suddividere in capillari continui, fenestrati e sinusoidi. Alberts et al.,“Molecular Biology of the Cell”. Garland Science

35 Capillari Alberts et al.,“Molecular Biology of the Cell”. Garland Science Strato di cellule appiattite e disposte a formare un tubo (diametro 8-10  m) che permette il passaggio delle cellule del sangue. Cellule chiamate periciti, si trovano all'esterno delle cellule endoteliali e le circondano con prolungamenti citoplasmatici. In caso di traumi si possono differenziare in cellule muscolari lisce o cellule endoteliali.

36 Capillari I capillari continui non presentano interruzioni. Si trovano nel tessuto nervoso, connettivo e nei muscoli. Sono presenti giunzioni di tipo occludente che non permettono il trasporto di molte molecole. Le sostanze passano attraverso trasporto mediato da proteine carrier. I capillari fenestrati presentano pori o finestre dotate di un diaframma, costituito da fibrille che si dipartono da una zona centrale e formano dei canalicoli con una apertura di 5.5 nm. Si trovano nel pancreas, nell'intestino e nelle ghiandole endocrine. I capillari sinusoidi contengono cellule endoteliali discontinue, una membrana basale e larghe fenestrazioni senza diaframma, facilitando gli scambi fra sangue e tessuto. Si trovano nel fegato, milza, organi linfoidi e alcune ghiandole endocrine.

37 Vene Le grosse vene raccolgono il sangue venoso proveniente dalle estremità, dalla testa, dal fegato e dalla superficie corporea. La componente elastica e muscolare è presente in minor quantità e la tonaca media è sempre inferiore rispetto alle arterie. Le vene sono i vasi sanguigni che riportano il sangue al cuore. Si dividono in tre gruppi sulla base del diametro e dello spessore delle pareti: piccole, medie e grosse.

38 Vene Le vene medie drenano i tessuti. Talvolta l'endotelio è delimitato da una rete di fibre elastiche.

39 Endoteli Gli endoteli costituiscono un epitelio pavimentoso semplice di origine mesenchimale. Gli endoteli sono composti da cellule a contatto con il sangue, che formano la parete dei capillari e lo strato più interno delle arterie e delle vene.


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