Anatomia patologica sistematica: cellula, storia e patologie tumorali

Anatomia Patologica Sistematica: Introduzione

Il presente elaborato non è un documento ufficiale fornito dal docente, ma appunti estrapolati dalla lezione che non intendono sostituire l'essenzialità della lezione stessa Anatomia patologica sistematica- Prof. Giordano Lezione 2 -26/11/2024 Gruppo 17 Sbobinatori: Matilde Serni, Camilla Mignoni Revisionatore: Lorenzo Scotto CC: Elisabetta Giorgi

Con il termine "anatomia patologica" intendiamo lo studio delle patologie, a livello di organi e tessuti.

Per poter definire il patologico, è però fondamentale, per il medico, conoscere il fisiologico. Ogni organo ha una funzione precisa ed è formato da differenti tessuti che hanno un denominatore comune: la cellula; questa risulta quindi essere la parte centrale, chiara, di quella che è la materia vivente.

Storia della Scoperta della Cellula

Nel 1655, lo scienziato inglese Robert Hook, osservando al microscopio una lamina di sughero, vide che era formata da un'infinità di cellette, la cui disposizione ricordava quella di un favo di api. Per questo le chiamò cellule. Pochi anni dopo, nel 1671, l'italiano Marcello Malpighi effettivo altre ricerche sull'argomento e per questo viene considerato, insieme ad Hook, lo scopritore della cellula.

Fu solo molto tempo dopo, nel 1830, che Brown individuò un organulo fondamentale e presente in tutte le cellule: nucleo. Poco dopo verrà proposto l'uso del termine citoplasma per indicare lo spazio cellulare interno compreso tra la membrana plasmatica e il nucleo. Nel 1880, invece Schrimper e Meyer scoprirono i plastidi e i vacuoli e nel 1894 Altmann descriverà per primo i mitocondri. I ribosomi verranno scoperti solo molto più tardi nel 1956.

Approccio "One Health"

Oggi esiste una nuova disciplina che si chiama "One Health" che consiste nel considerare l'individuo nel complesso, integrando tutte le informazioni riguardanti il paziente. Si tratta di un approccio ideale per raggiungere la salute globale perché affronta i bisogni delle popolazioni più vulnerabili sulla base dell'intima relazione tra la loro salute, la salute dei loro animali e l'ambiente in cui vivono, considerando l'ampio spettro di determinanti che emerge da questa relazione.

Cellule Procariotiche ed Eucariotiche

Ecco un esempio tridimensionale della cellula procariotica e di quella eucariota. Le cellule eucariotiche sono caratterizzate da un nucleo circondato da una membrana nucleare che contiene il materiale genetico organizzato in cromosomi. A differenza di Cellula procariote Cellula eucariote 13 -Mitocondrio Nucleo 2 Nucleolo 9 4 Membrana cellulare Reticolo endoplasmatico Ribosoma Nucleoide Capsula Parete cellulare Membrana cellulare Flagello 7 8 1 3 ®questa, la cellula procariote non possiede il nucleo, di conseguenza il materiale genetico sarà perso nel citoplasma.

Evoluzione Cellulare

Andando ad analizzare l'evoluzione, ricordiamo che, le cellule procariotiche furono le prime forme di vita a comparire sulla terra; cellule primarie, in seguito alla cui evoluzione hanno avuto origine gli organismi eucarioti. Queste cellule erano composte da membrana, acidi nucleici e proteine, la cui produzione era affidata ai ribosomi, organuli immersi nel citoplasma privo di compartimenti.

Il processo che porta all'evoluzione delle cellule eucariotiche è stato il frutto dell'inglobazione dei mitocondri, sotto forma di cellula più evoluta all'interno di un'altra cellula. Questo ha contribuito a nuovi e più rapidi passaggi evolutivi grazie alla capacità di utilizzare O2 per la produzione di ATP.

Le caratteristiche tipiche della cellula eucariotica stanno nell'aver racchiuso il DNA in un nucleo ben delimitato, dove abbiamo le radici delle nostre patologie.

Nelle cellule eucariotiche troviamo anche altri compartimenti distribuiti nel citoplasma, organuli, ciascuno con precise funzioni nei meccanismi vitali di una cellula. In anatomia patologica, solo con la colorazione di alcuni di questi organelli o strutture, è possibile avere un'idea di quella che potrebbe essere una situazione di malfunzionamento.

Differenze tra Cellule Animali e Vegetali

Esistono, poi, anche delle differenze tra le cellule animali e quelle vegetali. Le cellule delle piante hanno un rivestimento in più, la parete cellulare è formata da cellulosa e possiedono organuli caratteristici: vacuoli e cloroplasti.

Su queste cellule sono stati effettuati importanti studi che hanno permesso anche la scoperta di geni importanti, come RAS, p53, cicline, CDK; tutte molecole che hanno una funzione importante nella riuscita della medicina personalizzata. In particolare, noi vediamo che c'è un'omologia incredibile, infatti molti di questi geni sono stati scoperti in sistemi semplici, nel lievito per esempio. Le CDK che sono state scoperte nel lievito, le cicline sono state scoperte in una rana. Da uno studio di questo tipo si è poi arrivati a capire come poter manipolare questi sistemi.

Teoria Cellulare

Due studiosi tedeschi, Jacob Schleiden e Theodor Schwann, formularono la cosiddetta "teoria cellulare". Brevemente essa afferma che la cellula è l'unita' morfologica degli esseri viventi, la cui stragrande maggioranza è formata da molte di esse (esseri pluricellulari), mentre altri, più semplici, si accontentano di una soltanto: sono gli esseri unicellulari, o formati da una sola cellula.

È anche l'unità funzionale degli esseri viventi, ciò significa che tutte le funzioni vitali di un organismo avvengono nella cellula. Pertanto, l'essere vivente pluricellulare non è un mero agglomerato di cellule, bensì il risultato dell'attività coordinata di tutte quante, cioè un dialogo che esiste a livello cellulare e che esiste anche a livello molecolare.

In pazienti sottoposti ad uno stesso protocollo terapeutico e con la stessa diagnosi istopatologica possono avere risposte diverse, questo perché esiste anche una parte di eterogeneità dal punto di vista molecolare.

Cellule Tumorali

Una cellula normale ha la capacità di riparare il danno del DNA, l'organismo infatti sviluppa circa una cellula tumorale al secondo, ma il danno viene riparato da questi sistemi, questo 2avviene fino a quando ci sono 6-7 danni genetici, a quel punto che l'organismo non resiste più a quello che è l'insulto esterno che provoca il danno, ci può essere quindi l'insorgenza della patologia. Ci sono anche altri meccanismi che vanno ad alterarsi, come nel caso dell'apporto di sangue, regolato dal VEGF; poi il sistema immunitario.

Le alternazioni morfologiche che determinano la trasformazione della cellula normale prima in una cellula displastica, poi in una cellula neoplastica sono diverse in base Proliferazione Differenziazione cellulare all'organo di appartenenza delle stesse. Quindi noi abbiamo dei tumori che possono essere cell-type specifici solo per un tipo Morte cellulare cellulare. Ci sono infatti dei geni specifici in ogni tessuto che controllano una serie di Apporto di + Matrice extracellulare sangue e di nutrienti geni "guardiani" di quel tessuto. Questo è il motivo per cui un farmaco non può avere un uso a tappeto su tutti i tipi di patologie, perché esistono queste differenze e questi Contatti cellulari controlli che governano i meccanismi cellulari fondamentali: angiogenesi, Capacità di riparare Sistema immunitario il danno del DNA apoptosi, riparazione del DNA, telomerasi. Tali alterazioni sono conseguenza di stimoli esterni e/o interni all'organismo che determinano alterazioni a carico o del citoplasma o della membrana citoplasmatica o del nucleo (del DNA). È da rilevare che le tre componenti fondamentali della cellula (nucleo, citoplasma e membrana citoplasmatica) sono in stretta correlazione morfo-funzionale e che alterazioni che interessano uno di questi elementi inevitabilmente si ripercuotono sulle altre strutture cellulari. Per esempio, il DNA da solo non potrebbe ne funzionare normalmente, garantendo il normale rinnovamento delle cellule e la trasmissione del codice genetico alle cellule figlie, né determinare la trasformazione neoplastiche della cellula stessa.

Tutto è legato ad un equilibrio molto sottile e molto complicato. Basti pensare alla complessità ed al numero delle varie vie metaboliche che regolano il ciclo cellulare e l'apoptosi. Intorno a questi due eventi ruotano il segreto della vita e della morte e della trasformazione neoplastica.

L'anatomia patologica ha svolto un ruolo fondamentale nell'interpretare tutte queste osservazioni fatte in laboratorio, perché identificazione di una funzione in un sistema in vitro, poi deve avere una validazione in un sistema vivo. L'interpretazione di quello che è un particolare meccanismo in un tessuto è importante per riuscire a tradurre eventualmente, dal punto di vista diagnostico e clinico, quella funzione scoperta.

Una cellula neoplastica è una cellula che "pensa soltanto a sé stessa" sia dal punto di vista funzionale che morfologico. Diventa anarchica ed incapace di dialogare con l'ambiente esterno e le sue simili. La sua sopravvivenza è fatalmente legata alla distruzione di tutto quello che la circonda. Il 90-95% delle patologie sono legate ad un motivo, non esiste nessuna patologia rara o comune, dipende dal lato del mondo in cui noi viviamo. È chiaro quindi che esiste tutto un impatto, un insulto, che viene dall'esterno che va ad avere un'influenza notevole sulle determinate patologie. Basti pensare al fatto che alcune 3patologie che un tempo erano considerate rare, sconosciute fino a 50-60 anni fa, sono diventate comuni. Ad esempio, il mesotelioma era un tumore raro, però con l'industrializzazione, l'iniezione di sostanze di cancerogene come fibre di amianto nel nostro ambiente, questo è cresciuto, acquisendo maggiore risalto. Così anche per il tumore al pancreas, alcune forme di leucemie e anche forme non tumorali, ad esempio alcune patologie degenerative o alcune patologie metaboliche.

Agenti Cancerogeni e Suscettibilità Cellulare

Anche il periodo di tempo necessario per lo stesso agente cancerogeno per determinare le alterazioni morfologiche e metaboliche accennate è variabile in base al tipo di cellule ed al tipo di tessuto considerato. Esistono alcune sostanze come l'amianto, che colpisce maggiormente la pleura o il cloruro di vinile, che può causare tumore al fegato, leucemie. In base al tipo di cellule c'è quindi una maggiore suscettibilità a sviluppare la patologia.

Omeostasi Proliferativa e Differenziativa

OMEOSTASI PROLIFERATIVA e DIFFERENZIAZIONE CONTROLLO DELLA PROLIFERAZIONE E della DIFFERENZIAZIONE STIMOLO ALTERAZIONE della PROLIFERAZIONE e della DIFFERENZIAZIONE RIGENERAZIONE E RIPARAZIONE IPERPLASIA PROLIFERAZIONE CONTROLLATA DIFFERENZIAZIONE METAPLASIA DIFFERENZIAZIONE IN SENSO DIVERSO AGENDI CANCEROGENI .PROLIFERAZIONE INCONTROLLATA IMMORTALIZZAZIONE NEOPLASIA BENIGNA PERDITA DEL DIFFERENZIAMENTO (ATIPIE MORFOLOGICHE,FUNZIONALI,ME TABOLICHE, ANTIGENICHE. INVASIVITA', METASTASI NEOPLASIA MALIGNA

Le classiche alterazioni morfologiche come il rapporto nucleo/citoplasma, le irregolarità nucleari, lo stato della cromatina, le irregolarità del citoplasma, rappresentano dei parametri generali di guida. Infatti, anche i meccanismi e le vie del ciclo cellulare e dell'apoptosi sono praticamente universali, conservati e quindi già presenti negli organismi primordiali. Perciò anche i modelli di trasformazione neoplastica sono sovrapponibile tra cellule di diversa origine embriologica o filogenesi.

Fino ad un certo punto l'anatomia patologica con la morfologia pura riusciva a fare diagnosi, anche per le diagnosi così dette borderline, dove l'occhio umano non riusciva a dare un'interpretazione, c'era una speculazione quasi dal punto di vista diagnostico.

Rudolf Virchow e la Medicina dell'Ottocento

Nel 1821-1902 un illustre patologo, Rudolf Virchow, illustrava nella rivista Virchow Archives (che esiste ancora oggi) la confusa e difficile situazione della medicina verso la metà dell'Ottocento: "Il nuovo edificio della medicina non poteva sorgere da frammenti e ciò che si voleva spacciare per una costruzione organica, era invece un mero formulario, una parvenza di qualcosa senza solidità e contenuto".

Astratte e rarefatte speculazioni moltiplicavano vanamente i punti di vista della medicina, ma nessuna scuola di pensiero si rilevava capace di raccogliere in una struttura esplicativa e sistematica che la massa sempre maggiore di dati che la clinica, l'anatomia patologica, e le scienze di base andavano accumulando.

Erano presenti un'enorme quantità di informazioni da parte della ricerca di base che però dovevano essere portate dal laboratorio al paziente. Questo è quello che è migliorato moltissimo negli anni, perché molte delle osservazioni di circa di corso stanno tradotte dal punto di vista diagnostico e clinico in nuove strategie per la diagnosi della terapia di tante 4