IL CICLO CELLULARE
• Generalità
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Interfase
Fase G1
Fase S
FaseG2
Mitosi
Struttura del cromosoma spiralizzato
Struttura del fuso
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
Citodieresi
Regolazione del ciclo cellulare
Fattori che influenzano il ciclo cellulare
GENERALITA’
Nelle cellule eucariote la riproduzione avviene tramite la divisione di una
cellula in due cellule esattamente uguali tra loro, contenenti una le
stesse sequenze del DNA dell’altra. Questo processo si svolge in 3 fasi:
CITODIERESI o
CITOCINESI
INTERFASE
1. La cellula accresce la
sua massa
2. Sintetizza 2 copie
identiche del proprio
DNA
MITOSI
1. Le molecole di
DNA duplicate
vengono separate
2. Vengono
racchiuse in 2
nuclei separati
1. Il citoplasma si
divide in 2 porzioni
circondando i 2
nuclei
2. Dividono in modo
uguale anche gli
organuli
citoplasmatici
Questa sequenza costituisce il CICLO CELLULARE
Ciclo cellulare
• Regolazione del ciclo cellulare
La progressione attraverso il ciclo cellulare e'
regolata da una serie di fattori genetici e
biochimici: i meccanismi di base che controllano
la divisione cellulare sono di tipo genetico; su
questi possono agire i fattori interni od esterni
(fattori di crescita) in grado di modificare la
progressione delle cellule attraverso il ciclo di
divisione cellulare.
Ciclo cellulare
Meccanismi di controllo del cilco cellulare:
• - transizione G1 --> S inizio della replicazione del
DNA
- transizione G2 --> M inizio della mitosi
- transizione M --> G1
• L'ingresso in mitosi/meiosi e' consentito solo in presenza
dell'MPF (fattore di promozione della maturazione).
Questo fattore e' costituito da due proteine dimerizzate:
una ad attivita' chinasica (cdc2) sempre presente, una
seconda necessaria per l'attivazione della chinasi, ma
sintetizzata solo nelle fasi precedenti la mitosi (dalla fine
della fase S).
Meccanismi di controllo
Cicline
Funzione : partecipano alla progressione del
ciclo cellulare
Sino ad oggi sono state identificate nove
diverse cicline. Queste cicline sono state
chiamate con una lettera dalla A alla I.
Proteina P53
It is a multi-functional transcription factor with roles
in control of cell cycle progression and apoptosis .
DNA damage increases the
ability of p53 to bind DNA
and activate a number of
Genes .
Proteina RB1
La proteina del retinoblastoma (o
semplicemente pRb o Rb) è una proteina
soppressore tumorale che è stata trovata non
funzionante in numerosi tipi di cancro .
INTERFASE
La cellula :
•Duplica il proprio DNA
•Sintetizza le proteine
associate al DNA
•Produce una riserva di
organuli sufficienti a due
cellule
•Assembla le strutture
necessarie per effettuare
MITOSI e CITODIERESI
FASE G1
• la cellula raddoppia
le proprie dimensioni
e il numero degli
organuli
citoplasmatici
. I due CENTRIOLI si
duplicano
“G” sta ad indicare GAP
ovvero INTERVALLO
FASE S
- avviene la duplicazione del
DNA
- vengono sintetizzate molte
delle proteine associate al Dna
“S” sta per SINTESI
FASE G2
• i cromosomi si spiralizzano in
forma compatta
•Le due coppie di centrioli si
dispongono fuori dalla
membrana nucleare
•La cellula assembla gli
organuli per trasmettere i
cromosomi alle cellule figlie
MITOSI
• i cromosomi duplicati si
spostano cosicché ogni nuova
cellula possa riceverne una copia
•Perché questo avvenga è
necessario che:
1. i cromosomi siano in
forma spiralizzata
2. Sia presente una struttura
detta FUSO
STRUTTURA DEL
CROMOSOMA
SPIRALIZZATO
cromatidio
STRUTTURA DEL FUSO
Microtubuli
del FUSO
(fibre polari)
CROMOSOMI
STRUTTURA DEL FUSO
Coppia di
CENTRIOLI
Fibre polari
ASTER
PROFASE
• la prima fase in cui è divisa la MITOSI:
1. I CROMOSOMI si condensano in filamenti
ben distinti
2. Ogni filamento si compone di 2
CROMATIDI
3. Il NUCLEOLO si disaggrega e scompare
4. Si forma il FUSO MITOTICO
5. I CENTRIOLI sono circondati da
microtubuli che danno origine all’ASTER
PROFASE
Cromosomi condensati e divisi nei due cromatidi
METAFASE
• è la seconda fase della MITOSI:
1. frammentazione e scomparsa dell’involucro
NUCLEARE
2. Il FUSO occupa lo spazio che prima era del
NUCLEO
3. I CROMOSOMI si spostano verso il centro del
FUSO e si allineano
4. Ogni cromosoma si aggancia ai
MICROTUBULI del fuso
5. I CENTOMERI di ogni cromosoma si
collegano ai microtubuli del fuso
6. Il fuso si espande occupando gran parte
del citoplasma
ANAFASE
•è la terza fase della MITOSI:
1. I CROMATIDI iniziano a separarsi e a
spostarsi verso i poli opposti del fuso
2. I due gruppi di cromatidi vengono
separati dall’ aumento di lunghezza del
FUSO
ANAFASE
I cromosomi si spostano verso i due poli
della cellula
TELOFASE
• è la quarta fase della MITOSI:
1. Termina lo spostamento dei
cromosomi verso i poli
2. I CROMATIDI si despiralizzano
3. compaiono i segmenti di un nuovo
INVOLUCRO NUCLEARE
4. Ricompare il NUCLEOLO formato da
rRNA appena sintetizzato
5. Inizia a scomparire il FUSO
6. Gli ASTER rimpiccioliscono
7. Presenza dei microtubuli necessari
alla CITODIERESI
CITODIERESI
•è l’ultimo processo e consiste nella
suddivisione del citoplasma nelle 2
nuove cellule
•Nelle cellule degli ANIMALI
compare un solco sulla MEMBRANA
PLASMATICA che si approfondisce
finché le 2 cellule sono
completamente separate
•Il solco divide il citoplasma in 2
parti uguali racchiudendo i 2 nuclei e
dando vita a 2 cellule identiche
REGOLAZIONE DEL CICLO CELLULARE
cellule STAMINALI: si dividono
per tutta la vita dell’ organismo
Alcune cellule animali
Alcune cellule vegetali
Cellule perenni: perdono
capacità di riprodursi
raggiunta la maturità
Cellule nervose
Globuli rossi
Cellule stabili: mantengono
la capacità di riproduzione
dopo la maturità in
determinati casi
Cellule del fegato
In un organismo pluricellulare è importante che le cellule si dividano secondo un ritmo
prestabilito per evitare un sovraffollamento che causerebbe il cancro.
FATTORI CHE INFLUENZANO IL
CICLO CELLULARE
I meccanismi che regolano la
divisione delle cellule sono:
Dipendenza
dall’ancoraggio
Le cellule si dividono
solo su una superficie
solida
Inibizione da
contatto
Arresto della divisione
cellulare quando le cellule
durante la riproduzione,
vengono in contatto tra
loro
Dovuta alla mancanza
di fattori di crescita
Ipertrofia e iperplasia
Ipertrofia = aumento di volume cellulare
Iperplasia = aumento del n° delle cellule.
Esempio :
Obesità ipertrofica = aumento del volume degli
adipociti;
Obesità iperplastica = aumento del numero degli
dipociti.
Ipertrofia e iperplasia
Si tratta di processi patologici reversibili che
conservano l’originario aspetto morfologico
con finalità determinata e mantenimento
dell’attività funzionale.
METAPLASIA
Metaplasia = trasformazione di un tessuto
differenziato in un tessuto di diverso tipo ma
di identica derivazione embriologica
(es. trasformazione di un epitelio cilindrico in
epitelio piatto).
METAPLASIA
Un particolare tipo di metaplasia è quella
osservabile a carico delle mucose quando si ha
iperproduzione o neoproduzione di ghiandole
(prevalentemente di tipo muciparo); in questo
caso si parla di metaplasia ghiandolare.
DISPLASIA
Indica un processo di alterata differenziazione
sia a carico di un organo che di un tessuto.
Nella displasia si riscontrano alterazioni
morfologiche, citoplasmatiche e nucleari.
DISPLASIA
Alterazioni nucleari : polimorfismo,
ipercromie, discariosi.
Alterazioni citoplasmatiche : acantosi (difetto
di cheratinizzazione), ipercheratosi (eccesso di
cheratinizzazione), paracheratosi (persistenza
di nucleo nelle cellule cheratinizzate).
DISPLASIA
• Displasia lieve : modeste dismorfie. Le
alterazioni sono localizzate allo strato basale
o poco sopra.
• Displasia moderata : le dismorfie interessano
almeno la metà degli strati epiteliali.
• Displasia grave : quasi tutti gli strati sono
interessati da dimorfismi
DISPLASIA
A livello di cervice uterina la displasia viene
classificata come CIN 1° 2° 3°.
La DISPLASIA è una lesione PRECANCEROSA
NEOPLASIE
La neoplasia è una massa anomala di cellule la
cui crescita è eccessiva e persiste anche
quando vengono a mancare gli stimoli che
l’hanno causata. Le crescita neoplastica si
comporta in modo finalistico.
DIFFERENZIAZIONE
Differenziazione = grado di somiglianza tra
cellule neoplastiche e cellule normali da cui
hanno avuto origine, sia dal punto di vista
funzionale che morfologico. Il grado di
differenziazione (grading) va da 1° al 3° o 4°.
GRADING
Il GRADING è correlato con :
a) aggressività della neoplasia
b) capacità di meta statizzazione
c) malignità clinica.
ANAPLASIA e ACCRESCIMENTO
Anaplasia = mancata differenziazione ( è tipica
delle cellule neoplastiche maligne).
Velocità di accrescimento = può essere desunta
dal n° delle mitosi osservate nell’ambito della
neoplasia.
INVASIVITA’
Invasività = capacità di infiltrazione della masssa
neoplastica.
Le neoplasie benigne si accrescono come masse
espansive e coesive, senza capacità
d’infiltrazione, invasione e metastatizzazione.
INVASIVITA’
Le neoplasie maligne tendono alla crescita
infiltrativa con distruzione del tessuto ospite e
con invasione di strutture quali vasi linfatici e
vascolari. Ne deriva generalmente la
mancanza di un piano di clivaggio e di una
capsula fibrosa rispetto al tessuto circostante.
METASTASI
Metastasi = diffusione delle cellule tumorali a
distanza rispetto alla sede di origine.
E’ caratteristica delle cellule maligne ad
eccezione di quelle di derivazione gliale e dei
basaliomi.
METASTASI
La potenzialità metastatica di una neoplasia è
generalmente legata alla sua differenziazione,
al ritmo di crescita e alle sue dimensioni.
METASTASI
Le metastasi si sviluppano per :
Via linfatica : via comune per carcinomi,
adenocarcinomi e melanomi.
Via ematica : caratteristica dei sarcomi. Può seguire la
via linfatica o essere tale ab initio.
Impianto su cavità e superfici : pleura, pericardio,
articolazioni ecc. nel caso delle sierose la crescita
neoplastica tende a restare confinata sulla superficie,
senza penetrare negli organi sottostanti.
Recidiva locale.
NOMENCLATRURA
Prima parte del nome = tessuto di origine
Seconda parte del nome = OMA se benigno
Esempi
Tumore benigno delle ghiandole epiteliali :
ADEN + OMA = ADENOMA
Tumore benigno del tessuto fibroso
+ OMA = FIBROMA
: FIBR
NOMENCLATURA
Nei tessuti molli si sostituisce la desinenza
OMA con SARCOMA.
Esempio
Tumore maligno del tessuto fibroso
:
FIBRO + SARCOMA = FIBROSARCOMA
NOMENCLATRURA
Il termine CRACINOMA etichetta invece le
neoplasie maligne epiteliali.
Se derivazione da epiteli Ghiandolari si utilizzerà
il termine ADENOCARCINOMA.
NEOPLASIE BENIGNE
Verruche e condilomi
Si tratta di lesioni a eziologia virale (HPV) che
insorgono a carico di cute e mucose con
formazione di rilievi papillari. A carico dei
condilomi si possono associare lesioni
displasiche di vario grado (es. CIN) con
possibile evoluzione verso carcinoma in situ e
invasivo.
NEOPLASIE BENIGNE
Papillomi
Sono neoformazioni epitelio-stromali costituite
da un asse connettivo-vascolare ramificato
rivestito da epiteli che tendono a riprodurre le
caratteristiche proprie del tessuto di origine.
Sono tipici delle mucose (es. vescica).
NEOPLASIE BENIGNE
Polipi
Estroflessione polipoide in un organo cavo (es.
intestino) che può essere di natura
infiammatoria, malformativa o neoplastica.
Macroscopicamente può avere forma piatta,
sessile o peduncolata. I polipi adenomatosi
del colon, nell’arco degli anni possono
evolvere in forme neoplastiche maligne.
Il modello di Fearon e Vogelstein per lo sviluppo del
carcinoma colorettale – MODELLO oncogenesi MULTISTEP
NEOPLASIE BENIGNE
Fibroadenomi
Proliferazione epiteliale e stromale. Si trovano
generalmente nella mammella.
Fibroma
Elementi cellulari di tipo fibrocita rio allungati e
fusiformi compressi in uno stroma edematoso. La
ricchezza delle cellule unitamente allo stroma
permette di differenziare il fibroma in duro o molle.
Neurinoma
Deriva dalle cellule di Schwann .
NEOPLASIE MALIGNE
Nei tumori maligni la crescita cellulare è
ATIPICA
AFINALISTICA
PROGRESSIVA
NEOPLASIE MALIGNE
ATIPIE CELLULARI ovvero :
Variabilità di forma e dimensione,
Aumento rapporto nucleo/citoplasma,
Polimorfismo nucleare,
Irregolare distribuzione della cromatina,
Eventuale presenza di nucleoli o di mitosi
atipiche (apolari, multipolari, con numero
abnorme di cromosomi).
Carcinomi
Derivano dall’epitelio di rivestimento della cute
e delle mucose, cioè da un epitelio
pavimentoso composto, cilindrico o
transazionale.
Carcinoma squamoso o epidermoide
Il nome deriva dal fatto che può presentare
fenomeni di cheratinizzazione in analogia alla
cheratinizzazione dell’epidermide.
Carcinoma squamoso o epidermoide
Cute
Mucose rivestite di epitelio pavimentoso
composto (faringe, laringe, cavo orale,
esofago…)
Mucose rivestite da altri epiteli (transazionale
per la vescica, cilindrico per il bronco…) che
siano state precedentemente interessate da
metaplasia pavimentosa.
Carcinoma squamoso o epidermoide
Il grado variabile di cheratinizzazione permette
di differenziare il carcinoma epidermoide in
tre sottotipi :
bene
moderatamente
poco differenziato.
Carcinoma Squamoso
Basalioma
E’ una neoplasia caratteristica della cute.
Aggressività locale, scarse capacità
metastatiche. Le cellule richiamano la
morfologia delle cellule basali dell’epidermide.
Carcinoma indifferenziato
Costituito da cellule morfologicamente diverse
dalle cellule di origine, al punto di non
permettere di risalire al tipo di tessuto dal
quale hanno preso origine.
Caratteristica è la precocità di meta
statizzazione per via linfatica ed ematica.
Adenocarcinoma
Deriva dagli epiteli che costituiscono tubuli e
alveoli delle ghiandole annesse alla cute, dalle
mucose e da quelli che costituiscono i
parenchimi ghiandolari di ghiandole esocrine,
quali pancreas, fegato, reni, mammelle,
prostata e di ghiandole endocrine.
Adenocarcinoma
Adenocarcinoma del colon
Adenocarcinoma
Negli istotipi ben differenziati è riprodotta la
struttura originaria dell’organo di origine
Sarcomi
Sono neoplasie maligne costituite da cellule
connettivali. Poco comuni (circa 11% dei
tumori maligni).
Osteosarcoma