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Orlando Paciello » 5.Alterazioni specifiche delle fibre muscolari


Alterazioni specifiche delle fibre muscolari

  • Spesso, le lesioni muscolari si possono evidenziare e valutare solo con l’esame microscopico.
  • Un corretto esame microscopico richiede l’esame di sezioni trasverse e longitudinali. I diametri fibrali, i cambiamenti della citoarchitettura, e la percentuale di fibre alterate sono meglio valutate in sezioni trasverse.
  • Le colorazioni routinarie, come l’ematossilina- eosina (EE), non sono sufficienti per una valutazione completa delle lesioni miopatiche, per le lesioni dei nervi intramuscolari o per la presenza di accumuli anomali di sostanze.

Patologia del tessuto muscolare

  • Miopatie neuropatiche (neuromiopatie) determinate secondariamente dagli effetti o dall’assenza dell’innervazione.
  • Miopatie miopatiche (miopatie propriamente dette) determinate da alterazioni aventi come sede primaria le miofibre (es. necrosi da deficit nutrizionali).

Alterazioni patologiche specifiche – Neuropatie

  • Atrofia angolare
  • Pyknotic nuclear clumps
  • Ipertrofia compensatoria
  • Nuclei centrali
  • Fibre target
  • Atrofia muscolare a piccoli e grossi gruppi
  • Fiber type grouping
  • Predominanza del tipo fibrale
  • Patologie del nervo intramuscolare (degenerazione assonale/mielina, perdita degli assoni mielinizzati)

Alterazioni patologiche specifiche – Miopatie

  • Atrofia non angolare
  • Mionecrosi ed infiltrato cellulare
  • Ipertrofia compensatoria
  • Nuclei in posizione centrale
  • Rigen/degen fibers
  • Fibrosi endomisiale
  • Vacuolizzazione delle fibre muscolari
  • Degenerativa
  • Accumuli (glicogeno, lipidi, ecc.)

Alterazioni della fibra muscolare


Denervazione

  • La perdita dell’impulso nervoso porta rapidamente ad atrofia del muscolo , e in poche settimane il muscolo, completamente denervato, può perdere circa la metà della massa muscolare .
  • Neuropatie generalizzate o neuronopatie, come la malattia del motoneurone del cavallo, determineranno un’atrofia estesa e simmetrica. Generalmente in presenza di un danno ad uno specifico nervo si osserva atrofia muscolare asimmetrica.
  • Un esempio è l’emiplegia laringea dell’equino (corneggio) secondaria ad una lesione del nervo laringeo ricorrente sinistro.
Schema che illustra la denervazione e la re-innervazione delle fibre muscolari. Fonte: modificata da Anderson J.R. Atlas pf Skeletal Muscle pathology MTP Press Limited.

Schema che illustra la denervazione e la re-innervazione delle fibre muscolari. Fonte: modificata da Anderson J.R. Atlas pf Skeletal Muscle pathology MTP Press Limited.

Schema che illustra la denervazione delle fibre muscolari. Le fibre denervate appaiono niformente atrofiche. Fonte: modificata da Anderson J.R. Atlas pf Skeletal Muscle pathology MTP Press Limited.

Schema che illustra la denervazione delle fibre muscolari. Le fibre denervate appaiono niformente atrofiche. Fonte: modificata da Anderson J.R. Atlas pf Skeletal Muscle pathology MTP Press Limited.


Miopatie neuropatiche – aspetti morfologici

Miofibre atrofiche

L’enervazione determina un particolare tipo di atrofia, detta spigolosa o angolare (angular atrophy). Le miofibre atrofiche presenti in vari fascicoli appaiono in sezione trasversa rimpicciolite e spigolose con angoli arrotondati (miofibre angolari), cioè è dovuto al fatto che accanto a miofibre atrofiche, altre diventano ipertrofiche e comprimono le prime.

Le fibre atrofiche angolari sono facilmente evidenziabili alla colorazione istoenzimatica NADH (freccia).

Le fibre atrofiche angolari sono facilmente evidenziabili alla colorazione istoenzimatica NADH (freccia).


Miopatie neuropatiche – aspetti morfologici (segue)

Atrofia a piccoli gruppi

Progressione della lesione precedente, dove le miofibre angolari atrofiche diventano sempre più numerose e tendono a riunirsi in piccoli gruppi.

Esempio di atrofia a piccoli gruppi. (colorazione ematossilina eosina 40x).

Esempio di atrofia a piccoli gruppi. (colorazione ematossilina eosina 40x).


Fiber-type Grouping

Miofibre denervate (A-C) possono essere reinnervate (D) da nervi collaterali così che le fibre acquisiscono le caratteristiche della nuova unità motrice (D) .

Si osservano molte fibre atrofiche angolari e diversi fiber type grouping ATPase a PH 9,4

Si osservano molte fibre atrofiche angolari e diversi fiber type grouping ATPase a PH 9,4

Schema che illustra la denervazione delle fibre muscolari e la re innervazione con la formazione dei “fiber type grouping”. Fonte: modificata da Anderson J.R. Atlas pf Skeletal Muscle pathology MTP Press Limited.

Schema che illustra la denervazione delle fibre muscolari e la re innervazione con la formazione dei “fiber type grouping”. Fonte: modificata da Anderson J.R. Atlas pf Skeletal Muscle pathology MTP Press Limited.


Pyknotic Nuclear Clumps

Se una fibra denervata non è reinnervata, l’atrofia continua con la perdita delle miofibrille così che rimangono solo i mionuclei inclusi nel sarcolemma.

Questi rappresentano lo stadio finale di una denervazione cronica.

Numerose fibre atrofiche angolari e picnotic-nuclear clumps (frecce). Colorazione ematossilina eosina.

Numerose fibre atrofiche angolari e picnotic-nuclear clumps (frecce). Colorazione ematossilina eosina.


Atrofia a grandi gruppi

Quando tutte le miofibre o almeno la maggior parte vengono enervate contemporaneamente esse vanno incontro ad un’estesa simultanea atrofia, per cui non assumono la caratteristica forma angolare, ma appaiono in sezione trasversa uniformi ed arrotondate.
negli stadi cronici e possibili il riscontro delle miofibre a bersaglio (target fibers).

Grossi gruppi di fibre atrofiche ed aumento del tessuto connettivo endomisiale (asterisco). Colorazione ematossilina eosina.

Grossi gruppi di fibre atrofiche ed aumento del tessuto connettivo endomisiale (asterisco). Colorazione ematossilina eosina.


Fibre target

  • Si osservano spesso nei casi di denervazione acuta e reinnervazione.
  • Si evidenziano bene con la colorazione NADH e sono caratterizzati da un centro chiaro o scuro circondato da un alone chiaro ed una iperattività nella zona limite con il resto della fibra normale.
Al centro dell’immagine si osserva una fibra target. Colorazione istoenzimatica NADH

Al centro dell'immagine si osserva una fibra target. Colorazione istoenzimatica NADH


Alterazioni peculiari delle miofibre

  • Miofibre “marezzate” (Ragged Red Fibres)
  • Miopatia nemalinica
  • Miopatia con vuoto enzimatico al centro (Central Core Disease)
  • Miofibre a bersaglio (target fibres)
  • Miopatia miotubulare
  • Splitting
  • Predominanza o carenza di un tipo di miofibre

Miofibre “marezzate” (Ragged Red Fibres)

Vacuoli ed accumuli di sostanze possono essere osservati in molte patologie muscolari. I vacuoli possono contenere lipidi, glicogeno o prodotti di degradazione. Accumuli di mitocondri anomali possono essere visti con la tricromica di Gomori.

Esempi di RRF. Queste fibre mostrano un aspetto sfrangiato e sono caratterizzate dall’accumulo di materiale di colore rosso. La colorazione elettiva per identificarle è la Tricromica di Engel.

Esempi di RRF. Queste fibre mostrano un aspetto sfrangiato e sono caratterizzate dall'accumulo di materiale di colore rosso. La colorazione elettiva per identificarle è la Tricromica di Engel.


Ragged-Red Fibers – Miopatie mitocondriali

Le RRF sono caratteristiche delle miopatie mitocondriali e si associano spesso alle “Ragged Blue Fibers” evidenziabili con la SDH e con le fibre negative alla COX.
Sia la SDH che la COX sono colorazioni istoenzimatiche puramente mitocondriali.

Le RRF e le RBF saranno negative alla colorazione citocromo ossidasi  (COX) quando, l’anomala proliferazione mitocondriale è associata al mancato funzionamento di questi organelli.

Ragged Red Fibers (RRF) evidenziale con la colorazione tricromia di Engel; le stesse fibre mostreranno la stessa morfologia con la colorazione Succinico deidrogenasi e verranno denominate “ Ragged Blue fibers” (RBF).
Queste fibre indicano un anomala proliferazione di mitocondri alla periferia della fibra muscolare.
COX

Miopatia con vuoto enzimatico al centro

Rappresentano delle aree di perdita dell’attività enzimatica e sono caratteristici della Central Core Desease.

CENTRAL CORE DISEASE

CENTRAL CORE DISEASE


Splitting

Rappresenta un modo normale di divisione della fibra muscolare, ma si può verificare anche in condizioni patologiche, come nelle distrofie muscolari, ma in maniera difettosa interessando soltanto parte della lunghezza. Questo fenomeno rappresenta un processo di rigenerazione e differenziazione a partire da una singola fibra oppure può rappresentare un processo di suddivisione di miofibre ipertrofiche.

Fenomeni di Splitting.

Fenomeni di Splitting.


Nuclei interni

Normalmente i nuclei nelle miofibre sono localizzati in posizione subsarcolmmale. La migrazione centrale è una risposta non specifica.
Nuclei interni sono osservabili in corso di miotonia, e distrofia muscolare.

Numerosi nuclei dislocati in posizione centrale.

Numerosi nuclei dislocati in posizione centrale.


Aumento del connettivo

Il tessuto connettivo e il tessuto adiposo, sostituisce il muscolo dopo fenomeni necrotici.
In figura 1: Muscolo normale. Col E.E.

In figura 2: Grave aumento del tessuto connettivo endomisiale in un caso di distrofia muscolare (asterisco). Col E.E.


Necrosi

La necrosi del muscolo occorre per lo più come necrosi parcellare o necrosi segmentale ed interessa solo il sarcoplasma. Meno frequente è la necrosi che interessa anche il sarcolemma e si estende ad un gran numero di fibre (necrosi totale).
La distruzione della miofibra determina la liberazione di alcuni enzimi valutabili nel siero:

  • Creatinfosfochinasi (CPK);
  • Transaminasi glutamico-ossalacetica (SGOT);
  • Mioglobina (escreta nelle urine–mioglobinuria).

Necrosi (ialina) segmentale (degenerazione di Zenker)

È un processo di necrosi coagulativa che interessa il sarcoplasma preservando il sarcolemma;
è quindi possibile la rigenerazione.
Sono considerati diversi gradi di questa necrosi:

  1. Necrosi delle miofibrille (rabdomiolisi)
  2. Necrosi delle miofibrille e del sarcoplasma
  3. Necrosi che lascia indenni solo i nuclei delle cellule satelliti e la lamina basale.
  4. Necrosi che coinvolge il sarcolemma (es. ischemia) – Non è possibile la rigenerazione.

Necrosi segmentale (degenerazione di Zenker)

  • Le miofibre in necrosi hanno istologicamente molti aspetti. La lesione più precoce è rappresentata da ipercontrazione segmentale, con segmenti di diametro leggermente ingranditi, di colore più scuro (A).
  • Il citoplasma di parti di fibre realmente necrotiche è spesso omogeneamente eosinofilo e pallido (degenerazione ialina), con perdita delle striature citoplasmatiche e del nucleo adiacente .
  • L’aumento del calcio intracellulare è il meccanismo di innesco comune della necrosi in tutte le cellule, e le miofibre contengono un alto livello di ioni calcio nel reticolo sarcoplasmico. Perciò le miofibre possono essere molto sensibili alla necrosi calcio-indotta sia come risultato del danno al sarcolemma che determina afflusso di calcio extracellulare, sia dal danno al reticolo sarcoplasmico con rilascio dei depositi intracellulari di calcio (B).
  • I macrofagi derivati dalla trasformazione dei monociti nel sangue infiltreranno rapidamente le aree necrotiche (sarcoclastosi [C]).

Rigenerazione

Il muscolo scheletrico, tranne pochi casi, ha una buona capacità rigenerativa; sono però indispensabili diverse condizioni che determinano la capacità rigenerativa e la restitutio ad integrum:
Integrità dello stroma endomisiale e della lamina basale.
La rigenerazione può avvenire secondo due modalità a seconda che la distruzione abbia risparmiato o non il sarcolemma.

Rigenerazione per gemmazione

Dopo alcune ore i nuclei del sarcolemma in corrispondenza dei monconi si moltiplicano ed appaiono circondati da sarcoplasma neoformato che sporge da ogni moncone in forma di clava o di gemma. Queste si accrescono e si insinuano nel tessuto connettivale giovane che ha riempito la soluzione di continuo.

Aspetti della rigenerazione della fibra muscolare con centralizzazione dei nuclei. (colorazione e.e. 40X).

Aspetti della rigenerazione della fibra muscolare con centralizzazione dei nuclei. (colorazione e.e. 40X).


Rigenerazione per proliferazione di mioblasti

Questo tipo di rigenerazione si verifica quando le cellule satelliti si attivano a mioblasti capaci di sintetizzare nuovo sarcoplasma all’interno della guida costituita dalla guaina sarcolemmatica. Ciò comporta un’intensa sintesi proteica e le miofibre rigeneranti sono in questo stadio riconoscibili per la loro sottigliezza fusiforme e nastriforme e per la basofilia (miofibre basofile rigeneranti). I nuclei nelle miofibre rigeneranti sono aumentati di numero, sono più voluminosi e con nucleoli prominenti.

Immunoistochimica

  • Senza dubbio le indagini istochimiche eseguite su sezioni congelate di muscolo non fissato rappresenta il “gold standard” della patologia muscolare.
  • Ma spesso si ricorre agli esami immunoistochimici per lo studio delle proteine del citoscheletro, come la distrofina e le proteine associate alla distrofina.
Positività del sarcolemma all’anticorpo anti-distrofina (COOH)  (colorazione immunoistochimica, metodo avidina biodina per ossidasi. 40X).

Positività del sarcolemma all'anticorpo anti-distrofina (COOH) (colorazione immunoistochimica, metodo avidina biodina per ossidasi. 40X).


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