ECTS - University of Pisa
Corso Integrato di Istologia ed Embriologia
CORE CURRICULUM
Embriologia generale
Gametogenesi
Embriologia umana
Citologia
Istologia
Il corso ha lo scopo di consentire allo studente di apprendere gli eventi maturativi dei gameti e, dopo la fecondazione, le prime fasi di sviluppo fino alla formazione di un embrione costituito dai tre foglietti germinativi e dagli organi assiali. Si prefigge quindi di seguire il destino istogenetico ed organogenetico dei foglietti embrionali in modo da comprendere i meccanismi attraverso i quali si realizza la formazione degli abbozzi dei singoli organi ed apparati e l’organizzazione strutturale del corpo umano nel corso dello sviluppo embrionale e fetale. Si prefigge inoltre di guidare lo studente all’acquisizione della conoscenza dell’organizzazione strutturale dei tessuti, delle cellule e delle strutture subcellulari che compongono l’organismo umano a livello microscopico fino agli aspetti ultra strutturali e i loro principali correlati morfo-funzionali. Il corso si propone infine di introdurre lo studente alle conoscenze più moderne inerenti il differenziamento cellulare e le problematiche correlate alle cellule staminali, le loro tipologie e le loro diverse caratteristiche morfofunzionali nonchè di fornire gli elementi conoscitivi sul modo nel quale si verificano i processi riparativi dei tessuti.
The student who successfully completes the course will acquire the skill to identify human tissues and will be able to demonstrate advanced knowledge of human cell and tissue morphology, from the microscopic description to their molecular aspects; also the most relevant histophysiological implications will become part of student awareness. Furthermore, the student will acquire knowledge about gametogenesis, human embryo development starting from the early stages up to the formation of organs and apparatus of the human body.
Le conoscenze verranno verificate attraverso la prova d'esame.
Ai fini dell'attribuzione del voto finale, espresso in trentesimi, la commissione valuterà i seguenti aspetti:
The student will be assessed on his/her skill to discuss the main course contents using an appropriate terminology. - During the oral examination the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression. - The student's ability to explain correctly the main topics presented during the course at the board will be assessed. - In the written exam (2 essay questions), the student must demonstrate his/her knowledge of the course material and to organize an effective and correctly written reply.
Methods:
Further information:
Le capacità venno verificate in sede di prove in itinere e nella prova finale
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
PROGRAMMA DETTAGLIATO DEL CORSO INTEGRATO DI ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA
Citologia
Cenni sui costituenti della materia vivente. Organizzazione generale delle cellule eucariote; la teoria cellulare: forma, dimensioni, numero e ciclo vitale. Membrana cellulare: costituenti ed organizzazione a livello strutturale ed ultrastrutturale. Le proteine funzionali e strutturali della membrana (molecole di adesione, recettori, antigeni, enzimi di trasporto).
Le funzioni della membrana cellulare. Il citoplasma: ialoplasma, reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. L’apparato di Golgi, i lisosomi. Altri organuli minori del citoplasma. Endocitosi, fagocitosi. I ribosomi, cenni sulla sintesi proteica. I mitocondri: cenni sulla loro funzione. Il citoscheletro microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi: organizzazione molecolare e funzioni nell’ambito delle attività cellulari. Le specializzazioni della superficie cellulare (sistemi di giunzione, Zonula occludens, Zonula Adherens Desmosoma nexus): aspetto ultrastrutturale, organizzazione molecolare e funzioni. Le ciglia e i flagelli. Il nucleo: involucro nucleare, cromatina e cromosomi, cariolinfa. Il nucleolo. Le funzioni del nucleo: il ciclo cellulare. Il codice genetico, reduplicazione del DNA. La mitosi e la meiosi. Per evitare sovrapposizioni, alcuni argomenti di citologia saranno trattati solo dal punto di vista morfologico mentre per la trattazione completa si rimanda al corso di Biologia e Genetica.
Embriologia Umana
Considerazioni sul concetto di preformismo, di epigenesi e sulla legge biogenetica fondamentale. Le uova dei vertebrati. Generalità sull’apparato genitale maschile. Generalità sull’apparato genitale femminile. Il ciclo ovarico: i follicoli primordiali, la atresia follicolare e i possibili fattori responsabili, la follicologenesi a livello strutturale ultrastrutturale e le implicazioni neuroendocrine. La ovulazione e i meccanismi che la inducono; Il corpo luteo e suo ruolo nel mantenimento della gravidanza). Il ciclo uterino. Correlazioni neuroendocrine corresponsabili del ciclo ovarico e di quello uterino.
La morfologia dello spermatozoo maturo, la spermatogenesi e cenni sul controllo ormonale a livello testicolare.
La fecondazione nella specie umana; la capacitazione, i recettori e le molecole implicate nel processo di fecondazione e di attivazione della cellula uovo; i meccanismi conseguenti alla attivazione della cellula uovo.
La prima settimana dello sviluppo embrionale. Prime fasi di sviluppo del germe umano: la morula la compattazione e la formazione della blastocisti. Aspetti strutturali ed ultrastrutturali della blastocisti.
La seconda settimana dello sviluppo embrionale. Annidamento della blastocisti, sincizio-trofoblasto, stadio lacunare, i villi coriali. Formazione dell’amnios. Giunzione amnio-ectodermica. Membrana esocelomica di Heuser. Magma reticolato. Sacco vitellino primario e secondario. Peduncolo d’attacco ed allantoide. Celoma extraembrionale. Corion.
La terza settimana dello sviluppo embrionale. La linea primitiva. La corda dorsale. Somiti; mesoderma intermedio; lamine laterali del mesoderma, somatopleura e splacnopleura. L’area vascolare: origine delle isole sanguigne e dell’area cardiogena. Formazione del tubo nervoso. Le creste neurali e loro derivati. Meccanismi molecolari coinvolti nei processi morfogenetici della terza settimana. Fattori responsabili delle differenze morfologiche che si stabiliscono durante lo sviluppo lungo gli assi antero-posteriore e destro-sinistro del corpo.
La quarta settimana dello sviluppo embrionale. Delimitazione delle forme esterne dell’embrione e delle cavità interne. Evoluzione del corion. Le decidue. Il cordone ombelicale. La placenta. Aspetti morfofunzionali della placenta La barriera emato-placentare.
Derivati dei foglietti germinativi con riferimento ai vari tessuti. I derivati dell’ectoderma, del mesoderma (corda dorsale, somiti, peduncoli dei somiti, somatopleura e splacnopleura) e dell’entoderma. I meccanismi che promuovono il differenziamento dei vari tessuti; le cellule staminali.
Formazione dei principali organi ed apparati a partire dai foglietti embrionali e meccanismi molecolari che promuovono i processi organogenetici
Sviluppo del sistema nervoso.
Sviluppo della faccia e dell’apparato faringeo. Sviluppo dell’apparato cardiovascolare. Sviluppo dell’apparato respiratorio.
Sviluppo dell’apparato digerente. Sviluppo dell’apparato urogenitale. Sviluppo dell’apparato tegumentario. Sviluppo dell’apparato muscoloscheletrico.
Istologia
Il significato dei tessuti loro classificazione e derivazione dai foglietti embrionali. Cenni generali sui fattori di differenziazione e mantenimento dello stato differenziato dei tessuti.
Gli epiteli di rivestimento, istogenesi. I vari tipi di epiteli di rivestimento, localizzazione nell’organismo e aspetti funzionali in relazione alla ultrastruttura (assorbimento, impermeabilizzazione).
La struttura dell’epidermide. Il processo di citomorfosi cornea, i melanociti e la melanogenesi, le cellule di Langerhans e di Merkel. Epiteli ghiandolari, istogenesi, classificazioni. Le cellule caliciformi e cellule mucoidi; tipi di secrezione mucosa. Le ghiandole esocrine. Generalità sulle ghiandole endocrine. Gli ormoni: concetto di bersaglio ormonale e accoppiamento funzionale. Meccanismi di secrezione delle ghiandole. La membrana basale: costituzione e ruolo nel normale assetto tissutale. Generalità sul tessuto connettivo. Classificazione dei tessuti connettivi. La sostanza intercellulare: sostanza amorfa (Glicosaminoglicani, proteoglicani e glicoproteine), le fibre del tessuto connettivo (collagene reticolari, elastiche). I fibroblasti; la fibrollogenesi.
Le altre cellule del tessuto connettivo (macrofagi, plasmacellule, linfociti, mastociti, eosinofili) e loro aspetti funzionali. I vari tipi di tessuto connettivo propriamente detto (mucoso, fibrillare, linfoide, reticolare, elastico) loro distribuzione e ruolo nella costituzione dell’organismo. Il tessuto linfoide, organizzazione strutturale e cenni sul suo ruolo nel sistema immunitario.
Il tessuto adiposo (bianco e bruno) aspetti funzionali e variazioni in rapporto con il metabolismo. Il tessuto cartilagineo, istogenesi, aspetti morfologici, distribuzione e ruolo nel l’organismo fetale e in quello adulto.
Il tessuto osseo: Organizzazione lamellare, cellule del tessuto osseo e loro ruolo nella deposizione e riassorbimento di sali minerali. Istogenesi del tessuto osseo. Il sangue: formula leucocitaria: riconoscimento degli elementi corpuscolati: aspetti morfologici e cenni sulla loro funzione e istogenesi.
Istogenesi delle cellule nervose: Il concetto di neurone e metodi istologici di evidenziazione. Classificazione dei neuroni. La struttura del neurone: nucleo e pericarion; il citoscheletro della cellula nervosa e sua relazione con la crescita assonica e flusso assonico. Le fibre nervose aspetti morfologici strutturali, ultrastrutturali. Istogenesi della fibra nervosa. Il significato del flusso assonico e sua relazione con le attività funzionali e rigenerative dell’assone. La sinapsi: morfologia e suo significato (cenni sul meccanismo di trasmissione sinaptica con implicazioni a livello molecolare). La neurosecrezione ed il sistema portale ipotalamo-ipofisario. La costituzione di un nervo. Considerazioni sulla rigenerazione della fibra nervosa. La nevroglia: astrociti, oligodendrociti: aspetti morfologigici e funzionali.
Ependima e plessi corioidei; formazione del liquido cefalorachidiano; cellule satelliti, cellule di Schwann, la microglia; ruolo della nevroglia e delle strutture vascolari nella costituzione della barriera ematoencefalica.
Generalità sul tessuto muscolare. Tessuto muscolare striato, istogenesi. Costituzione della fibra muscolare e suo aspetto al microscopio ottico ed elettronico. Le miofribrille ed il sarcomero. Disposizione dei miofilamenti nel sarcomero. Organizzazione dei filamenti di actina e miosina a livello molecolare. Le altre proteine che entrano nella costituzione del sarcomero. Il reticolo sarcoplasmatico: aspetti ultrastrutturali e ruolo funzionale. La giunzione neuro-muscolare: concetto di unità motoria, aspetti strutturali, ultrastrutturali e funzionali. Istofisiologia della contrazione del muscolo volontario. Il miocardio: aspetti strutturali ed ultrastrutturali dei cardiomiociti (le strie scalariformi, il reticolo sarcoplasmatico, miofribille, sarcoplasma). Il tessuto muscolare liscio: aspetti strutturali e ultrastrutturali; organizzazione delle proteine contrattili e del citoscheletro in rapporto al meccanismo di contrazione della cellula muscolare liscia. Distribuzione e ruolo del tessuto muscolare liscio nelle varie parti del’organismo.
ATTIVITÀ TEORICO-PRATICA
Laboratorio di Istologia
Gli studenti saranno divisi in gruppi per le esercitazioni di istologia che consistono nella descrizione e nel riconoscimento di preparati istologici dei tessuti studiati. L’argomento di ogni esercitazione sarà stato precedentemente trattato nelle lezioni di didattica frontale.
Ogni esercitazione avrà la durata di circa un’ora e si svolgerà presso un’aula dei Dipartimenti di area Medica situata nella Scuola Medica (ex Istituto Anatomico).
REVISIONE DEI PREPARATI ISTOLOGICI
È possibile visualizzare le immagini dei preparati istologici oggetto delle esercitazioni collegandosi al sito web:
http://morfologia.med.unipi.it/docenti/dolfi/
DETAILED PROGRAM OF THE INTEGRATED COURSE OF HISTOLOGY AND EMBRYOLOGY Cytology Notes on the constituents of living matter. General organization of eukaryotic cells; cell theory: shape, size, number and life cycle. Cell membrane: constituents and organization at the structural and ultrastructural level. The functional and structural proteins of the membrane (adhesion molecules, receptors, antigens, transport enzymes). The functions of the cell membrane. The cytoplasm: hyaloplasm, smooth and rough endoplasmic reticulum. The Golgi apparatus, the lysosomes. Other minor organelles of the cytoplasm. Endocytosis, phagocytosis. Ribosomes, notes on protein synthesis. Mitochondria: notes on their function. The cytoskeleton microtubules, microfilaments, intermediate filaments: molecular organization and functions in the context of cellular activities. Cell surface specializations (junction systems, Zonula occludens, Zonula Adherens Desmosoma nexus): ultrastructural aspect, molecular organization and functions. The cilia and the flagella. The nucleus: nuclear envelope, chromatin and chromosomes, karyolymph. The nucleolus. The functions of the nucleus: the cell cycle. The genetic code, DNA reduplication. Mitosis and meiosis. To avoid overlapping, some cytology topics will be treated only from the morphological point of view, while for the complete discussion, see the Biology and Genetics course. Human Embryology Considerations on the concept of preformism, epigenesis and on the fundamental biogenetic law. Vertebrate eggs. General information on the male genital system. General information on the female genital system. The ovarian cycle: primordial follicles, follicular atresia and the possible responsible factors, folliculogenesis at a structural ultrastructural level and neuroendocrine implications. Ovulation and the mechanisms that induce it; The corpus luteum and its role in maintaining pregnancy). The uterine cycle. Neuroendocrine correlations responsible for the ovarian and uterine cycle. The morphology of mature spermatozoa, spermatogenesis and hints on hormonal control at the testicular level. Fertilization in the human species; capacitation, receptors and molecules involved in the fertilization and activation process of the egg cell; the mechanisms consequent to the activation of the egg cell. The first week of embryonic development. First stages of development of the human germ: the morula, compaction and the formation of the blastocyst. Structural and ultrastructural aspects of the blastocyst. The second week of embryonic development. Nesting of the blastocyst, syncytium-trophoblast, lacunar stage, chorionic villi. Formation of the amnion. Amnio-ectodermal junction. Heuser's exocelomic membrane. Reticulated magma. Primary and secondary yolk sac. Attack peduncle and allantoid. Extra-embryonic coelom. Chorion. The third week of embryonic development. The primitive line. The dorsal chord. Somiti; intermediate mesoderm; lateral laminae of the mesoderm, somatopleura and splacnopleura. The vascular area: origin of the blood islands and the cardiogenic area. Formation of the nerve tube. The neural crests and their derivatives. Molecular mechanisms involved in the morphogenetic processes of the third week. Factors responsible for the morphological differences that are established during development along the antero-posterior and right-left axes of the body. The fourth week of embryonic development. Delimitation of the external forms of the embryo and of the internal cavities. Evolution of the chorion. The deciduous. The umbilical cord. The placenta. Morphofunctional aspects of the placenta The blood-placental barrier. Derivatives of germinative sheets with reference to the various tissues. Derivatives of the ectoderm, mesoderm (dorsal chord, somites, peduncles of the somites, somatopleura and splacnopleura) and entoderm. The mechanisms that promote the differentiation of the various tissues; stem cells. Formation of the main organs and systems starting from the embryonic sheets and molecular mechanisms that promote organogenetic processes Development of the nervous system. Development of the face and pharyngeal apparatus. Development of the cardiovascular system. Development of the respiratory system. Development of the digestive system. Development of the urogenital system. Development of the integumentary system. Development of the musculoskeletal system. Histology The significance of the tissues, their classification and derivation from the embryonic sheets. General notes on differentiation factors and maintenance of the differentiated state of tissues. The lining epithelia, histogenesis. The various types of coating epithelia, localization in the body and functional aspects in relation to the ultrastructure (absorption, waterproofing). The structure of the epidermis. The process of corneal cytomorphosis, melanocytes and melanogenesis, Langerhans and Merkel cells. Glandular epithelia, histogenesis, classifications. Goblet cells and mucoid cells; types of mucous discharge. The exocrine glands. General information on the endocrine glands. Hormones: concept of hormonal target and functional coupling. Gland secretion mechanisms. The basement membrane: constitution and role in the normal tissue structure. General information on connective tissue. Classification of connective tissues. The intercellular substance: amorphous substance (Glycosaminoglycans, proteoglycans and glycoproteins), the fibers of the connective tissue (reticular, elastic collagen). The fibroblasts; fibrollogenesis. The other connective tissue cells (macrophages, plasma cells, lymphocytes, mast cells, eosinophils) and their functional aspects. The various types of connective tissue proper (mucous, fibrillar, lymphoid, reticular, elastic), their distribution and role in the body's constitution. Lymphoid tissue, structural organization and notes on its role in the immune system. Adipose tissue (white and brown) functional aspects and variations in relation to metabolism. Cartilage tissue, histogenesis, morphological aspects, distribution and role in the fetal and adult organisms. Bone tissue: Lamellar organization, bone tissue cells and their role in the deposition and reabsorption of mineral salts. Histogenesis of bone tissue. The blood: leukocyte formula: recognition of the corpuscular elements: morphological aspects and notes on their function and histogenesis. Nerve cell histogenesis: The concept of neuron and histological methods of highlighting. Classification of neurons. The structure of the neuron: nucleus and pericarion; the cytoskeleton of the nerve cell and its relationship with axon growth and axon flow. Nerve fibers, structural and ultrastructural morphological aspects. Histogenesis of the nerve fiber. The meaning of the axon flow and its relationship with the functional and regenerative activities of the axon. The synapse: morphology and its meaning (hints on the synaptic transmission mechanism with implications at the molecular level). Neurosecretion and the hypothalamus-pituitary portal system. The constitution of a nerve. Nerve Fiber Regeneration Considerations. Neurology: astrocytes, oligodendrocytes: morphological and functional aspects. Ependyma and chorioid plexuses; formation of the cerebrospinal fluid; satellite cells, Schwann cells, microglia; role of neurlia and vascular structures in the constitution of the blood brain barrier. Generalities on muscle tissue. Striated muscle tissue, histogenesis. Constitution of the muscle fiber and its appearance under the optical and electron microscope. The myofribrille and the sarcomere. Arrangement of myofilaments in the sarcomere. Organization of actin and myosin filaments at the molecular level. The other proteins that enter the constitution of the sarcomere. The sarcoplasmic reticulum: ultrastructural aspects and functional role. The neuro-muscular junction: concept of motor unit, structural, ultrastructural and functional aspects. Histophysiology of voluntary muscle contraction. The myocardium: structural and ultrastructural aspects of cardiomyocytes (scalariform striae, sarcoplasmic reticulum, myofribyls, sarcoplasm). Smooth muscle tissue: structural and ultrastructural aspects; organization of contractile proteins and of the cytoskeleton in relation to the contraction mechanism of the smooth muscle cell. Distribution and role of smooth muscle tissue in the various parts of the body. THEORETICAL-PRACTICAL ACTIVITY Laboratory of Histology Students will be divided into groups for histology exercises which consist in the description and recognition of histological preparations of the tissues studied. The topic of each exercise will have been previously dealt with in the frontal teaching lessons. Each exercise will last about one hour and will take place in a classroom of the Departments of the Medical Area located in the Medical School (former Anatomical Institute). REVIEW OF HISTOLOGICAL PREPARATIONS It is possible to view the images of the histological preparations covered by the exercises by connecting to the website: http://morfologia.med.unipi.it/docenti/dolfi/
Oltre ai testi consigliati sono di seguito indicati testi atlante e testi di consultazione che possono rappresentare un ausilio per approfondire lo studio della disciplina.
ISTOLOGIA
Testi consigliati
MONESI, “Istologia”, Ed. Piccin ultima edizione
Testi atlante
Testi di consultazione
EMBRIOLOGIA
Testi consigliati
De FELICI et al, “Embriologia Umana morfogenesi processi molecolari aspetti clinici” Ed. Piccin.
Testi atlante
Testi di consultazione
- MONESI; Istologia, Casa editrice Piccin, ultima edizione
- De FELICI et al.; Embriologia Umana: morfogenesi processi molecolari aspetti clinici, Casa editrice Piccin, ultima edizione
Recommended Text atlas:
- ROSS MH, PAWLINA W, TA BARNASH; Atlante di Istologia e Anatomia Microscopica, Casa editrice Ambrosiana, ultima edizione
- KERR; Atlante di Istologia Funzionale, Casa editrice Ambrosiana, ultima edizione
- BANI, BANI SACCHI; Atlante di Istologia, Casa editrice Morelli
- COCHARD; Atlante di embriologia umana di Netter, Casa editrice Elsevier-Masson
Recommended reading includes the following texts:
- Alberts et al; Biologia molecolare della cellula, Casa editrice Zanichelli, ultima edizione
- BANI et al.; Istologia Umana, Casa editrice Idelson-Gnocchi, ultima edizione
- SADLER; Embriologia medica di Langman, Casa editrice Masson, ultima edizione
- LARSEN; Embriologia Umana, Casa editrice Idelson Gnocchi, ultima edizione
- ARMATO et al; Embriologia umana, Casa editrice Idelson Gnocchi, ultima edizione
- MOORE PERSAUD; Lo sviluppo prenatale dell’uomo; Casa editrice EdiSes, ultima edizione
L’esame di profitto di Istologia ed Embriologia consiste in una prova in itinere di embriologia generale e in una prova in itinere di istologia (facoltative) e in una prova orale finale che verte sugli argomenti del programma che non sono stati oggetto delle prove in itinere e su una prova pratica nella quale lo studente deve riconoscere due preparati istologici tra quelli che sono stati oggetto dei laboratori pratici. Nel caso lo studente non abbia sostenuto le prove in itinere o abbia riportato un esito negativo nelle prove in itinere stesse o per sua scelta, viene interrogato su tutto il programma.
The histology and embryology exam consists of an on-going test of general embryology and an on-going test of histology (optional) and a final oral test that focuses on the program topics that have not been the subject of the on-going tests and on a practical test in which the student must recognize two histological preparations among those that have been the subject of the practical laboratories. If the student has not taken the on-going tests or has reported a negative result in the on-going tests themselves or by his choice, he is asked about the whole program.
RICEVIMENTO STUDENTI
I docenti ricevono su appuntamento preso via e-mail o per telefono.
