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METABOLISMO
TESSUTO CONNETTIVO
Il tessuto connettivo è un particolare tipo di tessuto che provvede al collegamento,
sostegno e nutrimento dei tessuti dei...
Matrice extra-cellulare
Tutte le cellule dei diversi tipi di tessuto connettivo si trovano disperse in
una sostanza gelati...
COLLAGENE
ELASTINA
LAMININA
COLLAGENE = proteina più abbondante nei vertebrati

Contenuto % di collagene
in peso nei diversi tessuti
4% nel fegato
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Struttura del collagene
Proteina fibrosa

Il collagene, una proteina fibrosa, è prodotto da diversi tipi
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Struttura del collagene
Atomic Force Microscopy (AFM)
Struttura del tropocollagene
COLLAGEN TRIPLE HELIX

- 6% del peso corporeo
- Ciascuna catena polipeptidica è avvolta in

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Funi metalliche
Idrossiprolina e idrossilisina- legami intracatena
Modificazioni post-traduzionali

Vitamina C

Vitamina C

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Legami intracatena
Vitamina C
La vitamina C è presente in alcuni alimenti, insieme a bioflavonoidi, soprattutto nei
vegetali a foglia verde, ...
Deficit di Vit C:
SCORBUTO
Allisina-legami crociati
Modificazioni post-traduzionali

I residui di lisina sono ossidati ad
allisina (aldeide).
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Legami intercatena
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Caratteristiche del tropocollagene

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Biosintesi del tropocollagene
All’interno della cellula

DNA → mRNA →

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Vit C
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Nella cellula

Fuori dalla
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Processamento del tropocollagene
Vescicole di
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All’esterno della cellula

Procollagene
peptidasi

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Tipi di collagene
-Rappresenta il 90% del collagene totale
-Costituisce i principali t. connettivi: pelle, tendini,
ossa e...
Chirurgia estetica

Ingegneria tissutale

il collagene è un biomateriale utilizzato
nell’ingegneria tissutale per suture,
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ELASTINA

E' la proteina più importante trovata nelle fibre elastiche della matrice
extracellulare del tessuto connettivo ...
ELASTINA
LAMININA
E' la proteina più abbondante nelle lamine basali dopo il collagene.
Fornisce ulteriore sostegno strutturale ai t...
SOSTANZA
AMORFA
Componente amorfa della matrice extra-cellulare
PROTEOGLICANI e GLICOSAMMINOGLICANI
Le proteine strutturali fibrose della ...
scovolino
METALLOPROTEINASI

La matrice extracellulare contiene una serie di proteasi conosciute come metallo
proteinasi della matri...
TESSUTO
OSSEO
Struttura dell’osso
Il tessuto osseo costituisce un’indubbia riserva di calcio

epifisi

diafisi

Tessuto osseo compatto

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Composizione del tessuto osseo
Il tessuto osseo costituisce un’indubbia riserva di calcio
Formazione dell’osso

Demolizione ossea
Metabolismo osseo
Con metabolismo osseo si intende l'insieme dei processi biochimici
responsabili della continua demolizio...
Metabolismo minerale
Deposizione di fosfato di calcio (calcio+fosfato)

60% calcio
IDROSSIAPATITE

30% fosforo

Ca10(PO4)6...
I cibi più ricchi di calcio sono latte,
formaggi, tuorlo d'uovo e verdure.
L'assorbimento avviene nell'intestino tenue
sot...
FATTORI CHE INFLUENZANO IL
TURNOVER DELL’OSSO
estrogeni

riassorbimento

glucocorticoidi

riassorbimento

ormoni tiroidei
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Metabolismo minerale
Meccanismi di regolazione di calcio e fosfato

↓ Ca se ↑ P
↑ Ca se ↓ P
Meccanismo di regolazione
PARA...
Malattie metaboliche ossee
Difetti nella parte minerale

Difetti nella parte proteica

deformazioni ma non rotture

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  1. 1. METABOLISMO TESSUTO CONNETTIVO
  2. 2. Il tessuto connettivo è un particolare tipo di tessuto che provvede al collegamento, sostegno e nutrimento dei tessuti dei vari organi. Istologicamente, può essere suddiviso in diversi sottotipi, a seconda delle loro prerogative morfologiche e funzionali, tutti caratterizzati dal fatto di essere costituiti da cellule non addossate le une alle altre, ma disperse in una più o meno abbondante sostanza intercellulare o matrice extracellulare costituita da una componente amorfa e da una componente fibrosa. Il tessuto connettivo possiede un'ampia varietà di cellule, deputate a svolgere attività diverse in relazione anche alla natura del tessuto a cui appartengono. In generale, è possibile operare una distinzione tra le cellule deputate alla formazione e al mantenimento della matrice (fibroblasti, condroblasti, osteoblasti, odontoblasti), cellule deputate alla difesa dell'organismo (macrofagi, mastociti, leucociti) e cellule deputate a funzioni speciali, come gli adipociti del tessuto adiposo, che accumulano grassi come riserva energetica del corpo. È possibile anche distinguerle in base al loro ciclo vitale in cellule fisse (macrofagi fissi, fibroblasti, adipociti), che svolgono tutta la loro vita nel tessuto connettivo, e cellule migranti (granulociti neutrofili, linfociti, macrofagi) che invece raggiungono il tessuto connettivo dalla circolazione sanguigna.
  3. 3. Matrice extra-cellulare Tutte le cellule dei diversi tipi di tessuto connettivo si trovano disperse in una sostanza gelatinosa denominata matrice o matrice extracellulare. La matrice cellulare è costituita da una porzione fibrosa, composta da proteine (collagene, elastina, laminina) e da una componente amorfa. La sostanza amorfa (o sostanza fondamentale) costituisce un gel compatto nel quale sono immerse le fibre. È costituita essenzialmente da macromolecole di origine glucidica chiamate glicosaminoglicani (GAG) e da associazioni di questi ultimi con proteine, definite proteoglicani.
  4. 4. COLLAGENE ELASTINA LAMININA
  5. 5. COLLAGENE = proteina più abbondante nei vertebrati Contenuto % di collagene in peso nei diversi tessuti 4% nel fegato 10% nei polmoni 12-24% nella parete dell’aorta 50% nella cartilagine 23% nel tessuto osseo 68% nella cornea 72% nella pelle
  6. 6. Struttura del collagene Proteina fibrosa Il collagene, una proteina fibrosa, è prodotto da diversi tipi cellulari ma principalmente dai fibroblasti, dalle cellule muscolari e dalle cellule epiteliali. Si trova nella matrice extracellulare dei tessuti connettivi.
  7. 7. Struttura del collagene Atomic Force Microscopy (AFM)
  8. 8. Struttura del tropocollagene COLLAGEN TRIPLE HELIX - 6% del peso corporeo - Ciascuna catena polipeptidica è avvolta in -Unità strutturale: tropocollagene (285kDa) senso sinistrorso -Forma: simil-treccia - Tra loro le 3 catene polipetidiche sono -Tripla elica dx: 3 catene lineari avvolte in senso destrorso -Unità funzionale: GLY-X-Y-GLY-X-Y - ↑ idrossiprolina (legami H tra le catene) - ↑ idrossilisina (legami H tra aa vicini)
  9. 9. Funi metalliche
  10. 10. Idrossiprolina e idrossilisina- legami intracatena Modificazioni post-traduzionali Vitamina C Vitamina C LEGAMI H INTRACATENA MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI (glicosilazione)
  11. 11. Legami intracatena
  12. 12. Vitamina C La vitamina C è presente in alcuni alimenti, insieme a bioflavonoidi, soprattutto nei vegetali a foglia verde, peperoni, pomodori, kiwi e negli agrumi, particolarmente concentrata nel frutto di ciliegia amazzonica, l'Acerola, e nella rosa canina. La vitamina può perdersi nel caso in cui questi alimenti vengano tenuti all'aria per molto tempo o dentro contenitori di metallo (es: rame). La cottura può comportare perdita di vitamina (in taluni casi fino al 75%); tale fenomeno può essere ridotto adottando una cottura che sia il più possibile rapida ed in poca acqua. Si calcola che la quantità minima giornaliera di vitamina C sia di circa 40-50 mg/die.
  13. 13. Deficit di Vit C: SCORBUTO
  14. 14. Allisina-legami crociati Modificazioni post-traduzionali I residui di lisina sono ossidati ad allisina (aldeide). Due molecole di allisina fanno condensazione aldolica Un residuo di allisina forma una base di Schiff con una lisina
  15. 15. Legami intercatena o legami crociati
  16. 16. Caratteristiche del tropocollagene • • • • INSOLUBLE STABLE LONG BIOLOGICAL HALF-LIFE HIGH TENSILE STRENGTH OR CONTRACTIBILITY
  17. 17. Biosintesi del tropocollagene All’interno della cellula DNA → mRNA → Pre-protocollagene cofattori Vit C Idrossilazione di prolina e lisina O2 glicosilazione di lisina Estremità avvolgimento procollagene Estremità secrezione
  18. 18. Nella cellula Fuori dalla cellula
  19. 19. Processamento del tropocollagene Vescicole di secrezione All’esterno della cellula Procollagene peptidasi tropocollagene Lysyl Oxidase O2, Cu ASSEMBLAGGIO
  20. 20. Tipi di collagene -Rappresenta il 90% del collagene totale -Costituisce i principali t. connettivi: pelle, tendini, ossa e cornea Collagene tipo I Collagene tipo IV
  21. 21. Chirurgia estetica Ingegneria tissutale il collagene è un biomateriale utilizzato nell’ingegneria tissutale per suture, bendaggi, innesti vascolari,valvole cardiache.
  22. 22. ELASTINA E' la proteina più importante trovata nelle fibre elastiche della matrice extracellulare del tessuto connettivo delle cellule muscolari lisce, cellule endoteliali, condrociti e fibroblasti. Le fibre elastiche permettono ai tessuti di espandersi e contrarsi, e questo è di particolare importanza per i vasi sanguigni che devono deformarsi più volte in risposta alle variazioni della pressione intravascolare. E' importante anche per i polmoni che si estendono ad ogni ispirazione e tornano alla forma originale ad ogni espirazione.
  23. 23. ELASTINA
  24. 24. LAMININA E' la proteina più abbondante nelle lamine basali dopo il collagene. Fornisce ulteriore sostegno strutturale ai tessuti grazie alla sua capacità di legarsi al collagene di tipo IV, ad altre molecole presenti nella matrice extracellulare e anche alle proteine presenti sulla superficie cellulare (integrine). Struttura della laminina
  25. 25. SOSTANZA AMORFA
  26. 26. Componente amorfa della matrice extra-cellulare PROTEOGLICANI e GLICOSAMMINOGLICANI Le proteine strutturali fibrose della matrice extracellulare sono incorporate in un gel formato da proteglicani. I proteoglicani sono formati da polisaccaridi detti glicosamminoglicani (GAG) legati ad una proteina centrale. I GAG sono costitutiti da unità disaccaridiche che si ripetono. Un glucide del disaccaride è la N-acetilglucosammina o la N-acetilgalattosamina mentre il secondo è di solito un acido (acido glucuronico o iduronico). GAG ACIDO IALURONICO
  27. 27. scovolino
  28. 28. METALLOPROTEINASI La matrice extracellulare contiene una serie di proteasi conosciute come metallo proteinasi della matrice, o MMP. Si tratta di proteasi contenenti zinco che utilizzano lo zinco per posizionare in modo corretto l'acqua affinchè partecipi alla reazione proteolitica. Nell'uomo esistono almeno 23 diversi tipi di MMP, che tagliano tutte le proteine che si trovano nella matrice, tra cui il collagene e la laminina. Poiché le MMP degradano i componenti della matrice extracellulare, la loro espressione è importante per consentire la migrazione delle cellule e il rimodellamento del tessuto durante la crescita e il differenziamento.
  29. 29. TESSUTO OSSEO
  30. 30. Struttura dell’osso Il tessuto osseo costituisce un’indubbia riserva di calcio epifisi diafisi Tessuto osseo compatto epifisi Tessuto osseo non-lamellare: embrione-feto Tessuto osseo lamellare: adulto Tessuto osseo spugnoso
  31. 31. Composizione del tessuto osseo Il tessuto osseo costituisce un’indubbia riserva di calcio
  32. 32. Formazione dell’osso Demolizione ossea
  33. 33. Metabolismo osseo Con metabolismo osseo si intende l'insieme dei processi biochimici responsabili della continua demolizione e rigenerezione ossea. Visto che l'osso è composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di METABOLISMO PROTEICO METABOLISMO MINERALE - Struttura e biosintesi del Deposizione di COLLAGENE FOSFATO DI CALCIO - Elastina - Laminina
  34. 34. Metabolismo minerale Deposizione di fosfato di calcio (calcio+fosfato) 60% calcio IDROSSIAPATITE 30% fosforo Ca10(PO4)6(OH)2 10% ossigeno e idrogeno La quantità di CALCIO, nel corpo umano, è di ca. 1.5% del peso corporeo (a 70 kg ca. 1'000 gr). Gli osteoclasti, al giorno, scompongono ca. 1/2 grammo di calcio. Questo significa che lo scheletro, in un periodo di 5 - 6 anni, viene completamente demolito e ricostruito (1'000gr / 0.5gr/dì). [Ca] nel sangue = 2.25-2.6 mmol/L Lo scheletro funge, oltre alle sue funzioni di sostenimento, anche come magazzino tampone per calcio e fosforo. Se la calcemia si abbassa, gli osteoclasti intensificano il loro lavoro di scomposizione. Se invece la calcemia aumenta, gli osteoblasti producono più fibrille sulle quali si può depositare l'idrossiapatite. Per il fosforo, le condizioni sono simili. ↓ Ca se ↑ P Meccanismo di regolazione Infanzia Senescenza osteoblasti > osteoclasti ↑ Ca se ↓ P osteoclasti > osteoblasti crescita dell’osso diminuzione massa ossea
  35. 35. I cibi più ricchi di calcio sono latte, formaggi, tuorlo d'uovo e verdure. L'assorbimento avviene nell'intestino tenue sotto forma di sali solubili; se il calcio transita nell'intestino sotto forma di sale insolubile viene eliminato. L'importanza della prevenzione dell’OSTEOPOROSI (malattia che causa una fragilità ossea responsabile di molte fratture nell'età avanzata; il 90% delle persone colpite è di sesso femminile) è fondamentale se si tiene conto che circa per il 75% della popolazione la dose giornaliera di calcio è inferiore a quella consigliata (1 g nell'adulto). Si è dimostrato che l'attività fisica aiuta nella prevenzione dell'invecchiamento dell'apparato scheletrico.
  36. 36. FATTORI CHE INFLUENZANO IL TURNOVER DELL’OSSO estrogeni riassorbimento glucocorticoidi riassorbimento ormoni tiroidei stimolano il rimodellamento
  37. 37. Metabolismo minerale Meccanismi di regolazione di calcio e fosfato ↓ Ca se ↑ P ↑ Ca se ↓ P Meccanismo di regolazione PARATORMONE 84 AA Prodotto dalle paratiroidi Ormone ipercalcemizzante + assorbimento Ca nell’intestino + assorbimento Ca a livello renale + mobilitazione Ca osseo CALCITONINA CALCITRIOLO 32 AA Forma attiva della vit D3 Prodotto dalla tiroide Prodotto a livello renale Ormone ipocalcemizzante Ormone ipercalcemizzante Antagonista del paratormone + assorbimento Ca nell’intestino + eliminazione Ca a livello renale + assorbimento Ca a livello renale + attività osteoblasti - Rilascio di calcitonina Stimola sintesi di calmodulina IN MEDICINA: diagnosi del carcinoma IN MEDICINA: terapia farmacologica midollare della tiroide di ipocalcemia e osteoporosi
  38. 38. Malattie metaboliche ossee Difetti nella parte minerale Difetti nella parte proteica deformazioni ma non rotture Alto rischio di rotture Es. osteomalacia Nell'osteomalacia la deposizione di osteoide nell'osso da parte degli osteoblasti come pure la struttura dell'osso sono normali, mentre la mineralizzazione dell'osso è insufficiente.Nei bambini l'osteomalacia si chiama rachitismo. Esso provoca caratteristiche deformità strutturali delle ossa lunghe (grave inarcamento), distorsione delle ossa del cranio (con deformità) e ingrossamento delle giunture condrocostali delle costole. Es. osteoporosi La causa è nella perdita dell'equilibrio fra osteoblasti e osteoclasti. Se gli osteoclasti lavorano più velocemente degli osteoblasti, l'osso si deteriora. Nella menopausa si riscontra un maggiore produzione di osteoclasti, causata dalla perdita di estrogeni correlata alla produzione di osteoclasti. Con l'avanzare dell'età diminuisce l'attività degli osteoblasti.
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