Histologie Curs 0218/10/2001

Ţesutul epitelial (continuare)

1) Polaritatea ţestului epitelialSunt două polarităţi :- tisulară- celularăPolaritatea tisulară - existenţa celor două suprafeţe libere, orientate spre mediu defineşte polaritatea tisulară.În cazul epiteliilor :- monostratificate - specializările membranei la nivelul suprafeţei libere- stratificate - apariţia unor structuri celulare bine definiteOrice epiteliu este o suprafaţă expusă acţiunii permanente a unor factori fizici şi chimici diferiţi.Polaritatea celulară - la nivelul membranei celulei epiteliale se descriu existenţa unor domenii ale membranei, distincte ce diferă între ele structural, biochimic, funcţional. Acest lucru defineşte polaritatea celulară.În mod obişnuit unei celule epiteliale I se descriu 2 domenii membranare:a) domeniul apical - reprezentat de membrana apicală, în raport cu mediu externb) domeniul latero-bazal - reprezentat de membrana laterală şi cea de la polul bazal care vine în raport cu matricea extracelulară.2. Elementele care ajută la stabilirea polarităţii celulei epiteliale:1. Cele 2 domenii membranare diferă între ele prin proteinele şi lipidele membranare - asimetrie lipidică a celor 2 domenii.2. Pentru a realiza polaritatea celulară , celulele epiteliale adiacente stabilesc între ele joncţiuni strânse (zonulae occludens).3. Stabilesc şi joncţiuni celulare între ele şi membrana bazală.4. Polaritatea se caracterizează printr-o anumită distribuţie a organitelor celulare.5. Dispoziţia caracteristică a componentelor citoscheletului.1. Componenta proteicăa) Domeniul apical au un set de proteine care asigură absorbţia şi secreţie celularăConţine :- enzime,- proteine de transport- canale ioniceEnzima marker a domeniului apical = leucinaminopeptidazaNumeroase proteine de la nivelul domeniului apical conţin şi fragmente de carbohidraţi, respectiv de reacţia PAS pozitivă a membranei celulare şi reprezintă glicocalixul.b)Domeniul latero-bazalProteine implicate în menţinerea funcţiei celulei epiteliale - recunoaşterea şi traducerea semnalelor la nivelul celulei epiteliale.

1/8

Histologie Curs 0218/10/2001

Proteine :- de adezivitate - asigură menţinerea funcţiei celulare- cu rol de receptor - recunoaşterea şi traducerea semnalelor - enzima marker : Na+-K+-ATP-azaComponenta lipidică- diferenţe de ordin cantitativ- domeniul apical - conţinut crescut de colesterol şi sfingonucleină- domeniul latero-bazal - fosfatidil-colină şi fosfatidil-inozitol2. Joncţiunile strânse- se stabilesc între celulele adiacente şi sunt localizate către polul apical- rol - separă cele 2 domenii membranare; vor menţine distincte cele două domenii membranare- prin caracterele ultrastructurii realizează o barieră împiedicând difuzia de apă, ioni, molecule organice prin spaţiul intercelular3. Interacţiunile dintre celulele epitelialeSe realizează în două moduri :a) Molecule de adezivitate celularăb) Dispozitive joncţionaleLa nivelul domeniului lateral proteinele de adezivitate celulară sunt reprezentate de o familie de glicoproteine membranare cu acţiune dependentă de ionii de Ca2+: caderina E (caracteristică pentru celula epitelială)Domul bazal - familie de glicoproteine membranare cu acţiune Ca2+ dependentă - integrine.Dispozitive funcţionale :Domeniul lateral - complex joncţional (dinspre apical spre bazal) :- joncţiune ...- formă intermediară = zonula adherens- desmozomi = macula adherens- joncţiune gapDomeniul bazal :- contactele focale - hemidesmozomi4. Distribuţia caracteristică a organitelor celulareCelule epiteliale de tip exocrin :- RE (reticul endoplasmic) - polului bazal- complex Golgi - supranuclear- granule de secreţie - pol apicalAcestea reflectă succesiunile ciclului secretorÎn celulă la nivelul juxtanuclear se află centrozomul format în perioada dintre 2 diviziuni succesive din 2 centrioli. Pericentriolar există o zonă densă de citoplasmă = centre de formare a microtubulilorO dată formaţi microtubulii , vor orienta deplasarea organitelor spre anumite zone ale citoplasmei.

2/8

Histologie Curs 0218/10/2001

Rolul de organizator în distribuirea organitelor revine centrului celular.5. Dispoziţia caracteristică a componentelor citoscheletuluiAlcătuit din :- filamente de actină (microfilamente)- filamente intermediare - alcătuite din citokeratină=tonofilamenteMicrotubulii au o orientare apico-bazală care asigură la nivelul celulei epiteliale transportul de vezicule intracitoplasmatice dintr-un domeniu în altul.Filamente intermediare şi microfilamente - contribuie la realizarea contactelor celulare pentru că se asociază diferitelor tipuri de joncţiuni :a) Domeniul lateral :- filamentele de actină se asociază fibrelor strânse ale joncţiunilor intermediare - filamentele de citokeratină - desmozomilor b) Domeniul bazal :- filamentele de actină - contactelor focale- filamentele de citokeratină - hemidesmozomilorUn rol important în realizarea polarităţii celulei revine filamentelor de actină. Pentru a organiza cele 2 domenii membranare filamentele de actină interacţionează cu membrana celulară la mai multe niveluri :- Interacţionează cu membrana domeniului apical - microvilii apicali, formând în axul microvilului un fascicul de filamente polarizate.- Filamentele de actină interacţionează cu membrana domeniului bazal - complexe funcţionale - Filamentele de actină interacţionează cu moleculele de adezivitate celulară, cu: caderina E - interacţiunea dintre citoscheletul de actină şi caderină este mediat de catenine (α, β şi γ) integrine- Citoscheletul de actină interacţionează şi cu proteinele membranare de suprafaţă. Ancorând aceste proteine va limita proteinele membranare într-un anumit domeniu membranar; Na+/K+ ATP-aza e menţinută în domeniul latero-bazal astfel încât citoscheletul de actină contribuie la stabilitatea metabolică a celulei epiteliale.

Stabilirea şi menţinerea polarităţii celulei epiteliale = proces care necesită parcurgerea mai multor etape. Este suficient să fie afectată o singură etapă -> disfuncţie celulară -> stare patologică.

Etape :1) Organizarea celulelor epiteliale nepolare într-un singur strat prin stabilirea contactelor : celulă-celulă şi celulă-substrat.Un rol important în stabilirea acestor contacte revine caderinei EExistă numeroase experimente care demonstrează rolul caderinei E în realizarea contactelor celulă-celulă.Celule L = fibroblaste de şobolan (celule conjunctive)

3/8

Histologie Curs 0218/10/2001

Fibroblaste :- celule nepolarizate - membrana lor nu conţine caderină E - stabilesc puţine contacte între ele - Na+/K+ ATP-aza are o distribuţie difuză la nivelul membraneiÎn această cultură de celule s-a introdus caderină EExaminarea la microscopul electronic a celulelor L după introducerea caderinei E a arătat : între fibroblaste apar numeroase contacte celulă-celulă; Na+/K+ ATP-aza e distribuită într-un anumit domeniu membranar; redistribuţie a citoscheletului de actină cu orientarea filamentelor de actină spre zonele de contact celulă-celulă.Rezultă că caderina E este indispensabilă pentru polaritatea celulei.Prin îndepărtarea domeniului citoplasmatic al caderinei E nu mai au loc contacte celulare - prin fragmentare caderina E nu mai interacţionează cu cateninele.

2) Generarea domeniilor membranareLa baza generării stă un proces de remodelare a membranei plasmaticeRemodelarea proteinelor membranare presupune participarea proteinelor deja existente la nivelul membranei dar şi a unor proteine citoplasmatice.Procesul de remodelare se realizează intracitoplasmatic, probabil cu ajutorul microtubulilor.Generarea domeniilor membranare e decalată în timp :1. Generarea domeniului apical - proces rapid şi sunt suficiente câteva contacte2. Generarea domeniului latero-bazal - proces gradat (contacte extinse)

3) Reorganizarea citoscheletului de actinăÎn declanşarea anumitelor afecţiunilor pierderea polarităţii celulare e un factor important :1. Invazivitatea carcinoamelor 2. Insuficienţa renală acută prin ischemie3. Boala Davidson (boala microvililor induşi)4. Boala rinichilor polichistici5. Pernfigus vulgaris

1.Invazitatea carcinoamelorLa nivelul celulei epiteliale pot apare proliferări celulare necontrolate => tumori (maligne sau benigne).Tumorile maligne ale ţesutului epitelial poartă numele de carcinoame .În patologia umană există o relaţie între frecvenţa carcinoamelor şi vârstă :+ până la 10 ani :- cancer de organe hematopoetice (boli de sânge)- tumori maligne ale ţesutului nervos- tumori maligne ale ţesutului conjunctiv

4/8

Histologie Curs 0218/10/2001

- tumori maligne ale ţesutului epitelial+ peste 45 de ani :- peste 90 % din tumorile maligne sunt ale ţesutului epitelialInvazivitatea carcinoamelor - pătrunderea în mediul intern prin metastazeCând se pierde polaritatea celulelor epiteliale poate depăşi membrana bazală şi să pătrundă în mediul internRuperea contactelor celulă-celulă şi celulă-substratLa nivelul celulei epiteliale maligne este redusă cantitatea de caderină E deoarece este redusă exprimarea genei pentru caderina E În cazul unei molecule de caderină E nefuncţională stau la bază modificări de posttraducere.Alte cauze :- modificări ale citoscheletului de actină- alterarea cateninelor

2. Insuficienţa renală acută prin ischemieIschemie = reducerea fluxului sangvin la nivelul unui organ => scăderea oxigenării => scăderea metabolismului celularCelulele epiteliale sunt foarte sensibile la condiţiile de ischemie. Dintre celulele epiteliale cele mai sensibile sunt celulele tubului urinifer - dintre acestea sunt cele din tubul contort proximal unde au loc intense procese de reabsorbţie. Aceste modificări depind de timpul de ischemie.Astfel sunt suficiente doar 5 minute de ischemie pentru a constata modificările:a) redistribuirea lipidelor apicale - creşte cantitatea în domeniul apical de fosfatidil-colină şi fosfatidil-inozitolb) redistribuire a proteinelor membranare - leucinaminopeptidaza prin ischemie produce distribuţie difuză a Na+/K+ ATP-azei , adică şi în domeniul apical. Integrinele trec şi în alte zone membranare.c) modificări ale citoscheletului de actină - fragmentarea citoscheletului de actină => precipitare.Consecinţe funcţionale:- a) şi b) determină modificarea în funcţionarea domeniilor membranare - de exemplu la nivelul membranei apicale nu există canal ionic de Na iar la nivel latero-bazal exista => Na este expulzat.- ischemie - Na+/K+ ATP-aza ajunge şi la nivel apical şi Na este expulzat din celulă spre tubul urinifer => scăderea absorbţiei.- fragmentarea citoscheletului de actină => pierderea microvililor apicali cu scăderea suprafeţei de absorbţie membranară- deschiderea spaţiilor intercelulare => pierderea integrităţii joncţiunilor strânse - obliterarea lumenului tubular prin redistribuirea integrinelor => desprinderea celulelor epiteliale de membrana bazală, cad în lumenul tubului urinifer şi produce obliterare.

5/8

Histologie Curs 0218/10/2001

3. Boala Davidson (boala microvililor induşi)- în intestinul subţire- se constată o scădere a suprafeţei de absorbţie - se constată de la naştere - sugar distrofic => deces

4. Boala rinichiului polichistic- prin modificarea ţesutului renal, parenchimul renal se transformă în chisturi- aceste chisturi înlocuiesc ţesutul renal funcţional - mărirea de volum a rinichiului, aspect boselat- apare în celulele din tubul urinifer o redistribuire a Na+/K+ ATP-azei şi a factorului de creştere epidermal

5. Pernfigus vulgaris- dermatoză- poate debuta în orice moment al vieţii - apariţia unor bule la nivelul pielii şi mucoasei- cea mai afectată este mucoasa bucală- aceste bule se sparg rapid, lasă în urma lor cruste foarte sângerânde - scădere bruscă în greutate - stare de caşexie - deces- s-a constatat apariţia de autoanticorpi (boală autoimună) faţă de caderina E

Membrana bazală

Atribuit unui strat distinct al matricei extracelulare, orientat spre ţesutul conjunctiv.Apare ca o membrană lamelară subţire, cu modul de dispunere specializat al unor GAG şi proteine.Caracteristici- grosime variată - examinare la microscopul optic (zecimi de micron)- la puţine epitelii membrana bazală e mai groasă şi poate fi observată la microscopul optic prin coloraţie HE (exemplu la nivelul epiteliului traheal şi corneean)- în majoritatea cazurilor e subţire şi nu se observă in coloraţie HE- în scopul observării membranei bazale se folosesc metode histochimice (PAS, impregnare argentică, coloraţia Masson)- când folosim coloraţia PAS structura corespunde membranei bazale când apare colorată în roşu-purpuriu . Este evidenţiat conţinutul in carbohidraţi a membranei bazale - la impregnare argentică se colorează în negru- în coloraţia Masson - culoare albastră - conţinutul de colagen al membranei bazale.- în mod obişnuit membrana bazală are aspect liniar, dar poate avea aspect ondulat dat de expansiuni ale ţesutului conjunctiv spre epiteliu. Aceste

6/8

Histologie Curs 0218/10/2001

proeminenţe formează papile conjunctive, intrând în epiteliile stratificate pavimentoase.- membrana bazală este aceeaşi cu lamina bazală (externă)- celule care se asociază cu ţesutul conjunctiv şi dau reacţia PAS pozitivă: celule musculare, adipoase, Schwann - prezintă zone electrono-dense, separate de celulă printr-un mic spaţiu electrono-transparent, purtând numele de lamina densa. Şi de la aceste celule termenul a fost extrapolat şi la ţesutul epitelial.Folosim termenul de membrana bazală pentru structurile de la baza epiteliului examinat la microscopul optic, şi termenul de lamina bazală pentru cele examinate la microscopul electronic.Componente majore (5) :- colagen tip IV- laminina (glicoproteine) aderă celulele epiteliale la membrana bazală - entactina- heparansulfat- fibronectina - celule conjunctiveAspectul la microscopul optic :1. lamina lucida (rara) - 60 nm, zonă electrono-transparentă2. lamina densa (bazalis) - 20-100 nm, zonă electrono-densă, aspect la microscopul electronic evidenţiază o reţea alcătuită din fibrile foarte scurte aflate într-o substanţă amorfă3. lamina fibroreticularis - interacţionează cu proteinele din matricea extracelulară, aici se găseşte colagen III care se observă sub formă de fibre de reticulină şi este de grosime variabilă.

Colagenul de tip IV- colagenul face parte din familia proteinelor - primele 5 tipuri sunt mai cunoscute- colagenul de tip IV este bogat în hidroxilizină şi hidroxiprolină şi are numeroase lanţuri de carbohidraţi- este produs de celulele epiteliale - este localizat în lamina densa- monomerii de colagen au : + segment globular+ segment triplu helicoidal (aria rigida)+ segment terminal- toate aceste segmente formează legături :+ segmentele globulare formează legături covalente cu segmentele similare din alte molecule, rezultând organizare în dimeri+ segmentele triplu helicoidal formează tot legături covalente şi se realizează asocieri laterale+ segmentele terminale - determină aranjarea colagenului în mai multe straturi

7/8

Histologie Curs 0218/10/2001

- colagenul de tip IV formează o reţea moleculară asemănătoare cu o pânză de păianjen - lamina densa are stabilitate mecanică şi flexibilitate - modul în care membrana bazală se ataşează la matricea extracelulară depinde şi de localizarea epiteliului. Există posibilităţi :1. prin extensii ale laminei densa spre lamina fibroreticularis care interacţionează cu colagenul de tip III2. microfilamente de fibrină care leagă membrana bazală de fibre elastice din matricea extracelulară3. fibrile scurte, striate formate din colagen VII care se leagă de molecula de colagen I din matricea extracelulară, acest tip de ataşare se asociază cu hemidesmozomi şi este întâlnit la membrana bazală de sub epiteliul stratificat pavimentos keratinizat.

Funcţiile membranei bazale 1. Interfaţă de adezivitate între ţesutul epitelial şi celula conjunctivă. În anumite localizări membrana bazală este singura care se interpune între un epiteliu şi un endoteliu - membrana filtrantă (foiţa interioară a Capsulei Bowman - padocite şi cu prelungiri pedicele) şi membrana alveolo-capilară (cele 2 epitelii sunt separate de o structură trilaminară : lamina rara, lamina densa, lamina rara)2. Barieră cu permeabilitate selectivă - poate fi traversată de anumite molecule - asigură schimbul de molecule între celulele epiteliale şi ţesutul conjunctiv- rolul în asigurarea permeabilităţii revine heparansulfatului (GAG)- această proprietate poate fi modificată în diabetul zaharat :+ modificări la nivelul substanţei bazale ale vaselor mici+ la persoanele cu diabet zaharat, membrana bazală apare mai îngroşată şi cu permeabilitate crescută pentru proteine.+ această îngroşare s-ar datora legăturilor dintre colagen şi clavunină ?+ creşte permeabilităţii pentru proteine e cauzată de o acumulare a la nivelul membranei bazale a glicoproteinelor cu heparansulfat (compoziţie polianionică, hidrofilă)3. Controlează organismul şi diferenţierea celulară- la nivelul polului bazal al celulei epiteliale există receptori. Pe aceşti receptori acţionează factorii sangvini. Pentru acest lucru ei trebuie să străbată membrana bazală, deci rezultă că membrana bazală intervine în controlul interacţiei receptorilor cu factorii sangvini.

8/8