Il ciclo cellulare e la classificazione delle cellule secondo Bizzozzero


Pubblicato da Raffo in Biologia

Meccanismi omeostatici di regolazione delle popolazioni cellulari. ll numero di cellule può variare a causa di un’aumentata o ridotta produzione di cellule differenziate da parte del compartimento staminale, per morte apoptotica o in seguito a variazioni nei tassi di proliferazione e differenziamento. (Modificata da McCarthy NJ et al: Apoptosis in the development of the immune system: growth factors, clonal selection and bcl-2. Cancer Metastasis Rev 11:157, 1992).
Fonte: Le basi patologiche delle malattie.

Nell’ambito di un dato tessuto, vi è un equilibrio tra il comparto proliferante del tessuto e quello apoptotico. Per esempio considerando la mucosa intestinale o la cute, c’è una componente di cellule staminali che sono in grado di indirizzarsi verso un quadro differenziativo ben preciso, quello che gli inglesi chiamano commitment cellulare, e da queste cellule progenitrici si ottengono per differenziazione i vari tipi cellulari che compongono il tessuto stesso. Ovviamente l’equilibrio del tessuto è tra proliferazione e morte per apoptosi.
Se consideriamo, per esempio, le cripte intestinali, ci sono cellule che vanno incontro ad apoptosi e poi ci sono le cellule del compartimento basale che hanno un significato staminale e sono in grado di rimpiazzare le cellule di partenza, tanto che nell’ambito della cripta intestinale c’è una stratificazione morfo-funzionale dalle porzioni basali a quelle apicali.

Per quanto riguarda la proliferazione cellulare, vi sono condizioni in cui non è un fatto negativo, nel senso che fa parte del dinamismo di un organo e quindi ci possono essere degli stimoli fisiologici che portano al controllo della crescita cellulare come gli ormoni (estrogeni). Nel caso di una risposta fisiologica, per esempio nell’endometrio, la proliferazione è condizionata dallo stimolo estrogenico del ciclo mestruale; la tiroide, per esempio, in gravidanza, è sottoposta ad un processo di ipertrofia e iperplasia dovuta a una diversa pressione ormonale.
La proliferazione cellulare può verificarsi anche in condizioni patologiche. Si pensi al danno tissutale, o la morte cellulare che può essere indotta da vari fattori come danni chimici, oppure la deformazione meccanica di tessuti. Nell’ambito della proliferazione cellulare va detto che può essere condizionata dalla durata del ciclo cellulare.

Il ciclo cellulare lo intendiamo come un succedersi di fasi armonicamente organizzate fra loro, il cui fine è ottenere due cellule figlie che hanno un corredo enzimatico e un corredo genetico uguale alla cellula di partenza.
Nell’ambito del ciclo cellulare possiamo individuare varie fasi. Abbiamo la fase G1 che viene definita anche PRE-sintetica, in cui viene organizzato tutto il corredo proteico per poter fare la sintesi del DNA nella fase S, poi abbiamo la fase S che è la fase di sintesi e la fase G2 che prepara alla successiva divisione mitotica.
Per quanto riguarda la fase S, questa può durare mediamente 7-10 ore, la fase M 60 minuti, le fasi G1 e G2 possono variare.

Da un punto di vista fisiologico, le cellule embrionali nello stato di morula rappresentano un particolare tipo di situazione in cui il ciclo è ridotto a continue fasi S e M.

Ciclo cellulare. La figura mostra le fasi del ciclo cellulare (G0, G1, G2, S e M), il punto di restrizione della fase G0 e i checkpoint delle transizioni di fase G1/S e G2/M. Le cellule dei tessuti labili come l’epidermide e il tratto gastroenterico “ciclano” continuamente; le cellule stabili come gli epatociti sono quiescenti, ma possono rientrare nel ciclo cellulare; le cellule perenni come i neuroni e i cardiomiociti hanno perso la capacità di proliferare. (Modificata da Pollard TD, Earnshaw WC: Cell Biology. Philadelphia, Saunders, 2002).
Fonte: Le basi patologiche delle malattie.

Nell’ambito delle popolazioni cellulari possiamo individuare, sempre in base al ciclo cellulare, delle cellule stabili o quiescenti che mostrano una bassa attività replicativa come le cellule parenchimali di organi ghiandolari (fegato, reni, pancreas) e le cellule mesenchimali (fibroblasti e cellule muscolari lisce) ed endotelio vascolare, che sono cellule che permangono in G0, dopo la divisione cellulare entrano in questa sorta di letargismo dal punto di vista del ciclo cellulare, tuttavia possono essere indotte a replicarsi in risposta a determinati stimoli e passare in G1.

Poi abbiamo le cellule come i neuroni e le cellule muscolari cardiache che sono le cosiddette cellule perenni o permanenti, e sono cellule sostanzialmente che hanno abbandonato il ciclo cellulare e non si dividono. Quando i neuroni del SNC vengono distrutti (ictus, emorragia intracranica), vengono sostituiti dalle cellule della glia attraverso la reazione di gliosi (esempio Alzheimer con deposizione di β-fibrille amiloidi). I muscoli scheletrici hanno una capacità di rigenerarsi attraverso il differenziamento di alcune cellule satelliti che si trovano nella guaina endomisiale. Le cellule del muscolo cardiaco hanno capacità rigenerativa inesistente infatti il tessuto funzionale viene sostituito da cicatrici di tessuto connettivo.

Infine abbiamo le cellule labili: sono quelle attivamente proliferanti e lo sono per tutta la vita, sostituendo quelle che vengono perdute. Queste cellule sono quelle degli epiteli di rivestimento dell’epidermide e gli enterociti che muoiono per apoptosi e vengono subito rimpiazzate perché si dividono dal comparto staminale presente nelle porzioni basali.

Quindi abbiamo cellule labili, cellule perenni, e cellule stabili. Questa è la classificazione delle cellule secondo Bizzozzero, il maestro di Danilo Golgi, primo premio Nobel italiano per la medicina.

L’armonica integrazione delle varie fasi che caratterizza il ciclo cellulare si basa su un orologio molecolare, cioè sul fatto che nelle varie fasi del ciclo cellulare, nella cellula si producono molecole che si chiamano cicline, le quali a loro volta sono in grado di interagire con delle chinasi-ciclina dipendenti. Quindi sono queste cicline che al momento giusto dicono alla cellula di passare da una fase cellulare all’altra. Alterazioni nell’ambito di questo comportamento molecolare si osservano nelle neoplasie, in cui c’è un’alterazione di molte cicline che vengono utilizzate per scandire il ciclo cellulare.
Nel ciclo cellulare sono presenti determinati check-point:

  • nel passaggio da G1 a S: evita che la cellula porti alla replicazione danni al suo DNA accumulati durante la vita della cellula stessa;
  • nel passaggio da G2 a M: vengono controllate eventuali alterazioni a livello cromosomico.

Fonte: Le basi patologiche delle malattie.




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Raffo

Raffo

Ciao a tutti, mi chiamo Raffaele Cocomazzi e sono il cofondatore di BMScience. Sono appassionato di Scienza, Medicina, Chimica e Tecnologia. Diplomato presso l'ISIS "Luigi Di Maggio" di San Giovanni Rotondo (FG) con opzione Biotecnologie Sanitarie e studente di medicina presso l'Università degli Studi di Foggia. Se ti piacciono i miei contenuti lascia un commento ed aiutaci a diffonderli. Per contattarmi o maggiori informazioni seguimi su: Twitter o Facebook.




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