Istologia
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L'istologia è la disciplina scientifica che studia i tessuti vegetali e animali. È una importante branca della medicina, della chirurgia, essenziale per le analisi pre e post operatorie, e della biologia.
I tessuti sono tipi cellulari differenziati per forma e funzione che sono presenti solo negli animali e nelle piante.
Indice |
[modifica] Classificazione istologica dei tessuti
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Per approfondire, vedi la voce Tessuto (biologia). |
I tessuti sono strutture costituite da cellule simili per morfologia e/o per funzione, deputati a svolgere uno o più determinati compiti all'interno dell'organismo. Secondo la classificazione corrente, esistono quattro tipi di tessuti fondamentali:
- Tessuto epiteliale, costituito da cellule strettamente adese, deputato al rivestimento delle cavità interne ed esterne del corpo e alla formazione delle ghiandole
- Tessuto connettivo, costituito da cellule immerse in una sostanza detta matrice cellulare, e deputato a connettere strutturalmente e funzionalmente gli altri tessuti o gli organi. Si differenzia, a seconda delle specifiche morfologiche o funzionali, in vari sotto-tipi tissutali:
- Tessuto muscolare, costituito da cellule dette miociti, deputato al movimento volontario o involontario degli organi del corpo
- Tessuto nervoso, costituito da cellule dette cellule nervose o neuroni, deputato alla ricezione e alla trasmissione degli stimoli sia interni che esterni.
Questi quattro tessuti fondamentali derivano dai tessuti o foglietti embrionali:
[modifica] Tecniche istologiche
L'istologia studia la morfologia dei tessuti, e le cellule che li compongono, sia da un punto di vista morfologico che funzionale. Strumento essenziale per l'istologia è il microscopio ottico, che permette l'osservazione diretta dei tessuti che si vogliono studiare. Perché tale osservazione sia possibile, tuttavia, questi devono essere lavorati e trattati in vari modi: devono essere tagliati in strisce sottilissime, così da poter essere osservati in controluce, devono essere colorati in vari modi, così da poter essere più facilmente riconoscibili e distinguibili, e devono infine essere trattati in modo da prevenirne la decomposizione e permetterne la conservazione per analisi successive. Un tessuto che sia stato in questo modo trattato prende il nome di preparato istologico.
[modifica] Fissazione ed inclusione
Per prevenirne la decomposizione, i tessuti destinati all'analisi microscopica vengono trattati tramite un processo chiamato fissazione. La fissazione è resa necessaria dal fatto che, una volta asportati dall'organismo di appartenenza, i tessuti perdono rapidamente le loro proprietà chimiche e fisiche, sia a causa della variazione di temperatura e di PH, sia per l'azione dei microrganismi che, una volta asportato il tessuto, immediatamente attaccano ed invadono il materiale biologico. Tramite la fissazione si riesce a ritardare, quando non ad impedire, questi processi, e a questo scopo i tessuti appena prelevati vengono trattati con composti chimici quali alcoli e aldeidi, i quali, appunto, fissano le molecole presenti nel tessuto nello stato chimico e nella posizione in cui si trovano in vivo.
Un altro processo molto importante ai fini dello studio cellulare è l'inclusione: i tessuti biologici infatti, una volta tagliati nello spessore adatto all'osservazione microscopica (vedi sotto), perdono della consistenza necessaria al loro mantenimento. Vengono perciò inseriti (inclusi) in materiali più resistenti, che possano fungere da sostegno. Esistono diversi materiali adatti allo scopo, ma il più usato nei laboratori è la paraffina, un composto ceroso di natura lipidica.
[modifica] Sezionamento
Perché un tessuto sia possibile da osservare al microscopio ottico, deve essere sufficientemente sottile da permettere alla luce di attraversarlo. Per ottenre questo risultato, prima dell'esame microscopico i tessuti vengono sezionati in "fette" (sezioni) sottilisime, tramite uno strumento chiamato microtomo. I moderni microtomi sono in grando di ottenere sezioni di spessore non superiore ai 20-30 μm (1 micrometro = 10-6metri); poiché queste sono anche, all'incirca, le misure di una cellula eucariota, è possibile con un microtomo ottenere sezioni che contengono uno strato unico di cellule, evitando così che la sovrapposizione di più strati cellulari possa disturbare la visione.
[modifica] Colorazione
Un altro passaggio fondamentale per permettere lo studio dei tessuti al microscopio è la colorazione; i tessuti animali, infatti, sono nella maggior parte dei casi incolori, perché costituite in gran parte di acqua e prive di pigmenti, e trasparenti, tanto da risultare pressoche invisibili al microscopio ottico. Sono state perciò scoperte o realizzate, fin dalla nascita dell'istologia scientifica, una serie di sostanze coloranti, capaci appunto di colorare le cellule, o le diverse parti di una cellula, in modo da renderle immediatamente visibili e distinguibili. Al giorno d'oggi sono note moltissime sostanze di questo tipo, che possono essere divise in due grandi gruppi in base ai meccanismi con cui si legano ai diversi componenti cellulari, meccanismi che dipendono dal pH:
- i coloranti basici, che si legano alle molecole con pH inferiore a 7 (acide), come il DNA
- i coloranti acidi, che si legano alle molecole con pH superiore a 7 (basiche), come gran parte delle proteine citoplasmatiche
nelle analisi istologiche vengono normalmente utilizzate coppie di coloranti basici/acidi, che colorano in modo diverso le diverse parti cellulari: un classico esempio è la colorazione con ematossilina/eosina, una delle più comuni in laboratorio: l'ematossilina, basica, colora il nucleo in blu, l'eosina, acida, colora il citoplasma in rosa. Esistono comunque molti altri composti, in grado di colorare organelli cellulari anche molto specifici.
Oltre ai coloranti tradizionali, negli ultimi anni hanno preso piede anche le tecniche della immunochimica per individuare e distinguere i diversi componenti cellulari: queste tecniche, che risultano molto utili per evidenziare singole classi di molecole all'interno della cellula, prevedono l'uso di anticorpi opportunamente trattati, in grado di legare e visualizzare specifiche proteine, lipidi o carboidrati.
[modifica] Altre tecniche
[modifica] Congelamento
Una tecnica alternativa alla fissazione e all'inclusione è il congelamento (freezing); con questo metodo, le cellule vengono appunto congelate, tramite verie tecniche, divendendo al contempo sia resistenti alla decomposizione, che sufficientemente consistenti per essere analizzate. Le cellule congelate possono poi essere scongelate al momento dell'analisi, o possono essere tagliate mentre sono congelate, con una tecnica detta freeze-fracturing. La tecnica più usata per effettuare il congelamento è l'esposizione all'azoto liquido, in grado di portare istantaneamente le cellule alla temperatura di -196°C. Questa tecnica permette anche di congelare cellule vive le quali, una volta scongelate con gli opportuni metodi, sono ancora vitali.
[modifica] Microscopio elettronico
Una tecnica alternativa all'analisi al microscopio ottico è invece il microscopio elettronico, indispensabile per studiare l'ultrastruttura cellulare, in quanto ha potere di risoluzione pari a circa 0,4 nm (1 nanometro = 10-9metri), ed in grado di risolvere anche grandi molecole e complessi molecolari.
[modifica] Scienze correlate
L'istologia è considerata sia una branca della medicina che della biologia; il suo campo di studi è inoltre strettamente correlato a quello di altre scienze:
- l'anatomia patologica, che è una disciplina della medicina che sfrutta l'istologia a scopo diagnostico
- la citologia, che studia l'ultrastuttura cellulare
- l'anatomia, che studia gli organi
- la fisiologia, che studia i processi e i meccanismi di regolazione e di risposta degli organismi
- l'embriologia, che studia i processi embrionali di formazione dei tessuti
[modifica] Bibliografia
- S. Adamo, P. Carinci, M. Molinaro, G. Siracusa, M. Stefanini, E. Ziparo (a cura di), Istologia di V. Monesi. Piccin Editore, 5° edizione, ISBN 88-299-1639-0
[modifica] Voci correlate
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