istologia

Ramo delle discipline biologiche che studia la struttura microscopica e ultramicroscopica dei tessuti e degli organi animali e vegetali, dal punto di vista morfologico, istochimico e delle attività funzionali da essi esplicate.

L’istofisiologia è la parte dell’i. che studia le funzioni dei tessuti e delle cellule (nel caso delle cellule si parla più propriamente di citofisiologia); si avvale innanzitutto dei metodi comuni della tecnica istologica, che servono a mettere in evidenza i vari tipi di cellule e gli organi di una stessa cellula, e quindi a studiarne le modificazioni nelle diverse fasi di attività, grazie a metodi istochimici e autoradiografici.

L’istochimica è la parte dell’i. che studia la composizione chimica di strutture cellulari o tissutali nonché di prodotti dell’attività cellulare. L’istofisica è la parte dell’i. che studia la struttura dei tessuti e delle cellule dal punto di vista fisico, insieme alla costituzione fisica del protoplasma e dei suoi derivati al livello ultramicroscopico.

L’istogenesi è la parte dell’i. che studia l’origine dei tessuti, cioè la trasformazione che subiscono i foglietti germinativi per realizzare l’architettura dell’adulto, e i processi di rigenerazione dei tessuti.

Tecniche istologiche

Nel suo periodo classico, descrittivo, l’i., che come strumento fondamentale di indagine ha il microscopio, si è valsa di una tecnica utile a conservare nelle cellule e nei tessuti prelevati dagli organismi, e quindi morti, le strutture quanto più corrispondenti alle condizioni in vita. È la tecnica della fissazione, cioè uccisione rapida del materiale vivente, della sua inclusione in mezzi plastici vari che permettono di tagliare il materiale in sezioni sottilissime con l’orientamento dovuto e senza alterarne i rapporti dei costituenti, della colorazione necessaria per permettere di distinguere tali costituenti che, per il loro minimo spessore e per avere indici di rifrazione di poco diversi, non sarebbero distinguibili. Tutti questi procedimenti, nella vastissima varietà di tecniche speciali in uso in i. e citologia, non sempre lasciano inalterato il materiale sottoposto ai vari trattamenti e possono condurre ad ‘artefatti’ che è necessario vagliare con un’interpretazione critica delle immagini ottenute e, quando possibile, confrontare con quelle ricavate dall’osservazione in vivo. L’esame in vivo di cellule e tessuti, sebbene di difficile realizzazione, anche perché deve essere necessariamente compiuto o su organismi microscopici (Protozoi) o su frammenti piccolissimi di tessuti che permettano il passaggio dei raggi luminosi, è assai progredito dopo l’introduzione dei vari dispositivi ottici e di illuminazione, come l’osservazione con il microscopio a contrasto di fase, l’osservazione con luce polarizzata, con raggi ultravioletti (microscopio a fluorescenza) o infrarossi, associata alla fotografia. Importantissimi contributi alla conoscenza delle fini strutture cellulari sono stati apportati dalla microscopia elettronica che ha dischiuso un mondo di strutture oltre la risoluzione dei microscopi ottici.

Afferiscono al campo di studi che è oggetto dell’istofisica sia le indagini di istoradiografia, che permettono di ottenere, con opportuni ingrandimenti, microradiografie di tessuti animali e vegetali, sia quelle di istofotometria, che si basano sullo studio dell’assorbimento nel visibile, nell’ultravioletto e nell’infrarosso, delle varie lunghezze d’onda da parte delle strutture in esame; allo scopo è utilizzato un apparecchio fotomoltiplicatore elettronico (istofotometro).

La istospettrofotografia si basa sulla fotografia di preparati microscopici con radiazioni luminose di diversa lunghezza d’onda, le quali vengono assorbite in modo differenziale da parte delle sostanze componenti cellule e tessuti.

Di grande portata per lo studio delle attività biologiche delle cellule e dei tessuti viventi, nonché del loro comportamento, delle loro potenzialità e delle funzioni dei vari costituenti cellulari, è il metodo della coltura dei tessuti separati dal corpo dell’organismo e fatti vivere in vitro, metodo che, scoperto da R. G. Harrison e sviluppato da A. Carrel, ha avuto in Italia eminenti cultori e innovatori come G. Levi e O.M. Olivo. Altre tecniche che hanno avuto larga applicazione in i. sono quella delle colorazioni vitali, ottenute con sostanze coloranti che in soluzioni diluitissime non alterano la vitalità delle cellule e permettono di mettere in evidenza vari organuli cellulari o marcare territori e tessuti embrionali onde seguirli nella loro evoluzione; la microdissezione o microchirurgia, operata per mezzo di moderni apparecchi, i micromanipolatori; la microcinematografia; la microcentrifugazione e ultracentrifugazione; la liofilizzazione ecc.

La maggior parte dei metodi dell’istochimica si basa su reazioni cromatiche quasi sempre aspecifiche cioè riconducibili alla presenza di gruppi, non di particolari composti. La formazione delle colorazioni è eseguita sul campione allo stato fissato, cioè bloccato reversibilmente su una matrice. Per ottenere una sensibilizzazione del metodo si utilizza la digestione enzimatica, che trova particolare applicazione nell’istochimica dei carboidrati.

I. vegetale

Ne furono fondatori M. Malpighi e N. Grew che nel 1671 illustrarono quasi contemporaneamente la struttura di vari organi vegetali. A Grew si deve l’introduzione del termine tessuto. Le osservazioni di questi due autori furono riprese ed estese agli inizi del 19° sec. da C.-F. Mirbel, G.R. Treviranus ecc., che tentarono una prima classificazione dei tessuti ed espressero un’ipotesi sull’accrescimento in spessore del fusto delle Dicotiledoni e delle Conifere; F.J.F. Meyen studiò la struttura e l’origine degli stomi; T. Hartig scoprì i tubi cribrosi; H. von Mohl riconobbe l’importanza del protoplasma. Seguirono, sempre nella prima metà del 19° sec., gli importanti studi di J.M. Schleiden, T. Schwan e F. Unger sulla struttura cellulare e sull’origine delle cellule dei vegetali e, a conferma e sviluppo delle idee di quest’ultimo, le ricerche di K.W. von Naegeli e, nel 1875, quelle fondamentali di E. Strasburger. Meritano di essere ancora ricordati i nomi di W. Hofmeister, K.G. Sanio, J. Hanstein, J. Gautheret.