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LE BARRIERE DEL CORPO UMANO

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BARRIERE DEL CORPO UMANO

L’organismo umano – così come ogni organismo animale – tende a proteggere il suo ambiente interno (tra cui sangue, linfa, tessuti fluidi) da influenze esterne ed a mantenerne costante e stabile la sua composizione chimica, le proprietà fisiche e biologiche (omeostasi) mediante speciali meccanismi fisiologici chiamati barriere. Le barriere del corpo umano hanno la funzione di interfaccia a permeabilità selettiva: esse quindi, oltre alla loro funzione di isolamento fisico e supporto strutturale, grazie alla loro azione di filtro, permettono il passaggio di determinate sostanze chimiche nutrienti mentre bloccano il passaggio di altre (tra cui batteri, veleni e tossine) che vengono riconosciute come estranee (non self) e potrebbero essere potenzialmente dannose per l'organismo, i vari organi e per gli stessi contenuti cellulari. Alla distruzione di tali sostanze estranee (antigeni non self) sono deputate le barriere aspecifiche e specifiche del sistema immunitario.
Oltre a funzioni di permeabilità e di nutrizione, le barriere possono avere funzioni di rimozione di prodotti del metabolismo e di fagocitosi; così come altre si distinguono per avere funzioni particolari, come la pelle (protezione esterna da cambiamenti fisici e chimici ambientali e termoregolazione); il sistema respiratorio (ripulisce l'aria dalla polvere e da sostanze nocive nell'atmosfera, principalmente per l'attività dell'epitelio di rivestimento della mucosa del naso e dei bronchi); il fegato (neutralizzazione di composti chimici tossici ricevuti dal corpo o formatisi nell’intestino); i reni (regolazione della consistenza del sangue); la placenta (protezione del feto).
In genere si distinguono barriere esterne (la pelle, le mucose ed il tratto respiratorio, escretore e digerente) da barriere interne che possono essere convenzionalmente definite come barriere-istologiche ed ematologiche posizionate tra il sangue ed i fluidi tissutali (fluidi extracellulari) di organi e tessuti.
Dette barriere sono venute strutturandosi fisiologicamente:
1)  A livello cellulare con le membrane plasmatiche (Barriera Membrana Cellulare o Lipidica/Proteica) per proteggere gli elementi fondamentali della cellula.
Due cellule adiacenti, strutturalmente simili, hanno poi dato vita a giunzioni tra loro, via via venendo a costituire dei tessuti.
2)  A livello tissutale con delle barriere che sono venute specializzandosi in prossimità di singoli organi o apparati con variegati gradi di permeabilità a seconda dei nutrienti richiesti e/o delle funzioni svolte da ciascun organo o apparato (Barriera Tissutale e Barriere Specializzate).
3)  A livello immunitario (Barriera Immunitaria o Sistema Immunitario) con una rete di tessuti, cellule e molecole (Barriere aspecifiche e specifiche) capaci di contrastare e distruggere gli agenti patogeni estranei e dannosi per l'organismo umano.
Un sistema di termoregolazione corporea garantisce l'omeotermia difendendo l'organismo dalle conseguenze di sbalzi troppo bruschi di temperatura (Barriera Termoregolatrice-Sudoripara).
Avremo pertanto :
1)   Barriera Membrana Cellulare (o Lipidico-Proteica) / Nucleare;
2)   Barriera Tissutale;
e, in ordine meramente alfabetico, tutte le altre barriere specializzate :
- Barriera Emato – Acquosa;
- Barriera Emato - Aerea (o Emato - Gas o Alveolare);
- Barriera Emato - Biliare;
- Barriera Emato - Encefalica;
- Barriera Emato - Epididimo;
- Barriera Emato - Follicolare Ovarica;
- Barriera Emato – Liquorale;
- Barriera Emato - Mienterica;
- Barriera Emato - Neurale (o Cerebrale);
- Barriera Emato - Oculare;
- Barriera Emato – Placentare;
- Barriera Emato - Pleurica;
- Barriera Emato – Retinica;
- Barriera Emato - Sinoviale;
- Barriera Emato – Splenica;
- Barriera Emato – Testicolare;
- Barriera Emato - Timica;
- Barriera Emato – Urinaria;
- Barriera Oculare di Dua;
- Barriera Orecchio Medio (o Auricolare);
- Barriera Vescicale.
3)   L’organismo umano ha poi strutturato un meccanismo di termoregolazione che potesse garantirgli una omeotermia importantissima per molte funzioni vitali:
Barriera Termoregolatrice/Sudoripara
Lo stesso sudore che è essenziale al meccanismo di termoregolazione va a contribuire insieme alla cute ed al sebo alla costituzione di una barriera esterna anti-patogena alla quale contribuiscono anche peli, ciglia e lacrime. Inoltre a livello cutaneo, oculare, vaginale e degli apparati respiratorio, digerente ed intestinale è presente una barriera microbiotica (flora batterica) che contrasta la proliferazione di microrganismi “alieni”:
Barriera Cutanea
Barriera Sebacea
Barriera Congiuntivo-Lacrimale
Barriera Microbiotica (Flora Batterica)
Barriera Pilifero-Ciliare
Una volta superate queste prime barriere esterne, il microrganismo incontra le prime difese della mucosa nasale e del cavo orale:
Barriera Mucosa Nasale
Barriera Salivare
A queste poi segue la barriera gastrica con la sua acidità:
Barriera Mucosa Gastrica

IL SISTEMA IMMUNITARIO

Ogni singola barriera assume però una valenza fondamentale e vitale nella complessione e strutturazione di una rete integrata di mediatori chimici e cellulari che nei vertebrati - e quindi anche nell’uomo - si è venuta sviluppando ed evolvendo nel tempo per difendere l’organismo da qualsiasi forma di attacco alla sua integrità. Tale serie integrata di difese (SISTEMA IMMUNITARIO) gli garantisce un’immunità da microrganismi dannosi ed altre sostanze estranee. I patogeni tipici sono rappresentati dai batteri, virus e funghi, parassiti multicellulari (come le tenie) ed unicellulari (ad esempio protozoi come il Plasmodium).
Nel sistema immunitario, a seconda delle modalità di riconoscimento degli antigeni, si possono distinguere due diversi tipi di difesa:
- un’immunità aspecifica o innata (la più antica a livello evolutivo);
- un’immunità specifica o adattativa - che si è venuta evolvendo per dare una risposta difensiva più potente e mirata – costituita da una complessa rete di tipi di cellule e molecole in grado di contrastare l’antigene e di “memorizzarne” le caratteristiche in previsione di attacchi futuri.
Quest’ultima, a sua volta, si divide in:
• un’immunità specifica umorale (cioè mediata da anticorpi);
• un’immunità specifica cellulo-mediata.
Come vedremo, anche un malfunzionamento di tale sistema può dar luogo a fenomeni patogenetici.
Ma le stesse normali modificazioni cellulari all'interno del corpo possono minacciare l'esistenza di un essere vivente: quando le cellule nel corso del tempo perdono la loro funzione sana, di solito muoiono e devono essere rimosse (necrosi) oppure vanno incontro a morte programmata (apoptosi). In rari casi, possono anche degenerare e dare luogo a fenomeni patologici.

BARRIERA MEMBRANA CELLULARE (o LIPIDICO-PROTEICA)

La membrana cellulare (detta anche membrana plasmatica o plasmalemma) è un sottile rivestimento selettivamente permeabile che delimita tutte le cellule, separandole e proteggendole dall'ambiente esterno extra-cellulare e presiedendo così all’omeostasi cellulare. Tale rivestimento è composto in prevalenza da un doppio strato di fosfolipidi (c.d. bilayer fosfolipidico), proteine integrali contenenti regioni idrofobiche (rivolte verso l'interno della membrana) ed idrofile (rivolte verso l'esterno) che permettono il libero passaggio di acqua, gas (O2 CO2 N2) e piccole molecole liposolubili (senza carica elettrica) quali ammoniaca, urea, alcoli e glicerolo oltre a molecole solubili nei lipidi (ormoni steroidei).
Nella elevata componente lipidica (essenzialmente fosfolipidi) della membrana cellulare si trovano numerose proteine-membrana che intervengono direttamente nella formazione della membrana plasmatica e di membrane-barriera a livello delle giunzioni intercellulari. Tali proteine di trasporto trans-membranoso assicurano il passaggio di ioni e molecole idrosolubili (elettricamente cariche). Vi si riscontra anche una piccola percentuale di glucidi, in forma di glicoproteine (integrali) e glicolipidi, e di molecole di colesterolo che stabilizzano la membrana. Tutti i carboidrati delle glicoproteine, proteoglicani e glicolipidi localizzati sul lato non citosolico della membrana formano un rivestimento di zuccheri chiamato glicocalice.
Il glicocalice protegge la superficie cellulare dal danneggiamento meccanico e chimico lubrificando inoltre la superficie assorbendo acqua.
A livello dei substrati acquosi i fosfolipidi formano spontaneamente una bio-membrana costituita da un duplice strato di molecole. Il polimorfismo lipidico sembra avere importanza in alcuni fenomeni delle membrane cellulari, quali le fusioni tra membrane, l’esocitosi e l’endocitosi.
In genere ai lipidi è associata una funzione di barriera idrofobica, alle proteine quelle di trasporto specifico, riconoscimento e comunicazione e di conversione di energia e ai carboidrati quelle di riconoscimento e comunicazione.
Trasporti trans-membranosi
Le barriere sono in genere permeabili solo per un piccolo numero di sostanze solubili a basso peso molecolare (diffusione semplice di glicerina, alcoli, urea, ecc). Alcune proteine o lipoproteine giocano un ruolo importante nel trasporto di sostanze attraverso la membrana e probabilmente un numero di altri componenti sono coinvolti nelle funzioni relative al trasporto (ad esempio, recettori). Un vettore collega materiale tollerabile e può muoversi nella membrana. Se tali vettori risultano fissi ciò significa l’esistenza di specifici pori o canali di trasporto per una determinata sostanza. In presenza di interazioni idrofobiche, ioniche, ecc. si verifica invece una c.d. traslocazione secondaria.
Esistono due principali tipi di proteine di trasporto: le proteine carrier che legano il soluto da un lato della membrana e lo trasportano dall’altro lato con un cambiamento di conformazione della proteina; le proteine canale che formano pori idrofilici nella membrana attraverso cui certi ioni possono diffondersi.
La diffusione può essere facilitata (trasporto passivo) allorché il trasporto non dipenda da altre sostanze presenti nel meccanismo cellulare e non comporti dispendio di energia (trasporto di glucosio negli eritrociti); nel trasporto attivo (che comporta dispendio di energia), che viene facilitato con l’intervento di proteine, la diffusione può coinvolgere un unico soluto oppure essere congiunta quando coinvolga in una stessa direzione due o più sostanze (trasporto nella mucosa intestinale di glucosio ed amminoacidi associato con ioni del sodio Na+); ovvero essere caratterizzata da un meccanismo di accoppiamento laddove vi sia flusso di altre sostanze in direzione opposta.
Per quanto riguarda il trasporto di macro-molecole, esso richiede la formazione di vescicole-trasportatrici che precorrono la funzione di endocitosi (ingestione di sostanze esterne) da parte della membrana cellulare.
Nel caso di composti intracellulari trasportati nell’ambiente esterno extracellulare si ha invece esocitosi (secrezione).
Il passaggio attraverso la componente lipidica della membrana avviene per semplice diffusione passiva, secondo il gradiente di concentrazione tra i compartimenti intra- ed extracellulare e senza consumo di energia (ATP). Il movimento delle molecole è diretto dal compartimento a più alta concentrazione a quello a concentrazione più bassa ed è influenzato dalle dimensioni e dalla lipofilia della molecola.
Dalle proteine-barriera non si può escludere la P-glicoproteina che è una proteina di membrana che appartiene alla superfamiglia dei trasportatori ABC (le proteine ABC trasportano varie molecole attraverso le membrane intra- ed extra-cellulari).
La sua attività nota sembra essere quella di estrudere dal citoplasma sostanze anfipatiche neutre o debolmente basiche penetrate nella cellula.
La P-glicoproteina funge anche da trasportatore nella barriera emato-encefalica ed è anche presente su rene, fegato ed intestino dove regola il transito di numerose sostanze (tra cui farmaci). E’ distribuita in modo estensivo ed espressa da neuroni, astrociti, cellule endoteliali, placenta, trofoblasto, ovaie, testicoli e cellule tumorali, enterociti (riduce l'assorbimento di sostanza tossiche), epatociti, cellule tubulari renali.
La p-glicoproteina svolge quindi una funzione di barriera funzionale tra questi tessuti ed il sangue. Essa è difatti anche nota come glicoproteina di permeabilità (modulatrice di assorbimento, distribuzione, metabolismo ed escrezione di sostanze) o di resistenza multi-farmaco (come tale ha funzione di pompa di efflusso per composti xenobiotici che accetta un ampio spettro di substrati).
E' responsabile del diminuito accumulo di farmaco nelle cellule multifarmaco-resistenti e spesso media lo sviluppo di resistenza nei confronti di farmaci anticancro.
Concentrazioni plasmatiche di farmaco troppo elevate e conseguente tossicità possono derivare da una diminuita espressione genica di Pgp. L’inibizione della glicoproteina-P è una via per incrementare la concentrazione di farmaco nel cervello.

MEMBRANA NUCLEARE (o INVOLUCRO NUCLEARE)
Nelle cellule dei procarioti non esiste una membrana che circonda il nucleo e la maggior parte del DNA (con unico cromosoma) si trova nella parte centrale della cellula (in una zona detta nucleoide in quanto non hanno nucleo).
Nelle cellule eucariote il DNA è suddiviso tra due o più cromosomi i quali, tranne che al momento della divisione cellulare, sono contenuti in un nucleo circondato da una membrana. Il nucleo è l’organulo più voluminoso della cellula.
Nelle cellule degli eucarioti il nucleoplasma risulta delimitato da un involucro nucleare o carioteca (ovvero “membrana nucleare”) costituito da due membrane di fosfolipidi (tipica struttura bilayer cellulare) : la membrana nucleare interna (che definisce e delimita l'area nucleare) e la membrana nucleare esterna, separate da uno spazio perinucleare di 10-14 nm.
Ogni membrana interna poggia su una lamina costituita da una rete fibrosa di filamenti proteici mentre la membrana esterna si continua col reticolo endoplasmatico rugoso (RER).  I fosfolipidi e le proteine globulari che costituiscono la membrana hanno qualità anfipatiche, che sono alla base della permeabilità selettiva della membrana.
L’involucro nucleare è costellato da pori nucleari vale a dire da strutture in grado di mettere in comunicazione il comparto nucleare con quello citoplasmatico circostante in prossimità dei quali le due membrane appaiono fuse andando a costituire il c.d. “Complesso del poro” a forma di canestro.
I pori nucleari (a forma di doppio anello e costituiti da proteine di membrana) circondano una struttura interna anellare detta trasportatore responsabile del movimento molecolare : essi quindi funzionano a mo’ di canali e servono al passaggio di molecole di grandi dimensioni dal nucleo al citoplasma (ad es. le molecole RNA messaggero) e regolando il passaggio di altri materiali.
Le molecole di dimensioni inferiori ai 50 kDa hanno diffusione libera all’interno del nucleo mentre le altre sono trasportate da recettori di importazione (Importine) a mezzo di alcune sequenze di amminoacidi (arginina e lisina) e di proteine direttamente associate. Tali proteine vengono poi rilasciate al di fuori del nucleo da appositi recettori di esportazione (Esportine).
GIUNZIONI CELLULARI
Cellule adiacenti possono essere collegate da diversi tipi di giunzioni :
1)-Giunzioni occludenti (o zonulae occludentes o tight junctions);
2)-Giunzioni ancoranti o di ancoraggio (che comprendono le giunzioni intermedie (o zonulae adhaerentes) e i desmosomi (o maculae adhaerentes o giunzioni aderenti);
3)-Giunzioni comunicanti o serrate (gap junctions o nexus).
1)-Nelle giunzioni occludenti vi è impermeabilizzazione di un epitelio : esse cioè assicurano una perfetta aderenza fra gli strati cellulari lipidici (c.d. bilayer lipidici) a mezzo di proteine inter-membranose impedendo il passaggio di sostanze fra il dominio extra-cellulare apicale ed il dominio basolaterale della membrana plasmatica; danno origine ai canalicoli interfacciali.
Con le giunzioni strette (occludenti) viene impedito il passaggio incontrollato di acqua e di soluti dai tessuti all’ambiente e viceversa. Esse cioè sigillano gli spazi fra le cellule dei foglietti epiteliali impedendo la migrazione non selettiva di molecole e cellule dal lume dell’organo al sangue e viceversa.
L’impermeabilità delle tight junctions dipende dal numero delle “righe” di proteine occludenti (alcuni epiteli, come quello vescicale, hanno una impermeabilità molto più alta di altri).
Le principali proteine delle giunzioni strette sono la claudina, l’occludina e le proteine ZO, che ancorano la giunzione ai microfilamenti di actina.
Nelle giunzioni occludenti si nota la presenza, su strati differenti esterni ed interni, di fosfolipidi delle due cellule coinvolte nella giunzione.
2)-Nelle giunzioni ancoranti o di ancoraggio si verifica, appunto, un ancoraggio meccanico tra due cellule adiacenti. Proteine di membrana interagiscono a livello interstiziale con quelle della cellula adiacente.
Ad un primo livello le giunzioni intermedie assicurano: a) un accollamento delle membrane, separate dal “cemento intercellulare” (acido ialuronico); b) un supporto citoscheletrico a base di actina.
Ad un secondo livello i desmosomi danno luogo ad una giunzione tenace rinforzata da abbondanti fasci di microfilamenti potenzialmente contrattili. Apportano resistenza meccanica all’epitelio (resistenza a forze di trazione).
La membrana plasmatica, vista la sua consistenza di film oleoso, non contribuisce in modo significativo alla resistenza meccanica della giunzione.
Negli emidesmosomi le adesioni che ancorano le cellule alla matrice extra-cellulare sono mediate da integrine mentre la perdita di adesione può essere prodotta da disintegrine, brevi peptidi che legandosi alle integrine inibiscono competitivamente il legame con le proteine della matrice.
3)-Nelle giunzioni comunicanti si verifica un trasferimento di piccole molecole (soprattutto ioni) tra cellule adiacenti.
Esse permettono l’accoppiamento elettrico e metabolico di cellule contigue lasciando passare ioni e piccole molecole. Specifici segnali extracellulari (ad es. neurotrasmettitori) possono far chiudere o aprire le giunzioni comunicanti.
Le gap junctions presentano membrane intercellulari strettamente accollate di modo che l’interstizio si presenti ridottissimo. La superficie delle gap junctions risulta tappezzata da canali proteici trans-membrana (connessoni) perfettamente allineati coi connessoni della cellula adiacente: il tutto rende possibile i collegamenti intercellulari.

BARRIERA TISSUTALE

La parola “tessuto” deriva da un termine latino che significa "tessere".
I tipi fondamentali dei tessuti che vanno a comporre il corpo umano sono quattro, e precisamente:
1) il tessuto epiteliale (che riveste esternamente ed internamente tutte le superfici corporee, dei vasi sanguigni e che forma le ghiandole); 2) il tessuto connettivo, con funzione, appunto, di connettere gli altri organi e tessuti (ricordiamo qui il tessuto osseo, cartilagineo, adiposo, lasso, fibroso e sangue e linfa per quello trofico); 3) il tessuto muscolare, contraddistinto da cellule filamentose contrattili e che permette pertanto sia il movimento sia la contrazione involontaria di organi ed apparati; 4) il tessuto nervoso, costituito sia da cellule eccitabili capaci della trasmissione dell’impulso nervoso sia da cellule gliali.
Ogni tipo di tessuto è un insieme di cellule, strutturalmente simili, che può quindi avere forma solida ma anche liquida (ad es. il sangue). Le cellule tissutali risultano organizzate e tra loro associate per funzione all’interno dell’organismo umano. Tra le funzioni svolte dalle cellule di un tessuto ricordiamo quelle di secrezione ed assorbimento, trasporto e rivestimento interno ed esterno della maggior parte delle superfici corporee.
Tra le funzioni più importanti svolte dai tessuti del corpo umano ricordiamo quella di barriera per la sua permeabilità selettiva, vale a dire la capacità di far passare alcune sostanze e di bloccarne altre. Di particolare importanza per la vita dell'organismo sono le barriere specializzate.
I tessuti maggiormente coinvolti nelle barriere specializzate sono i tessuti epiteliali ed endoteliali. Le cellule di questo tipo di tessuto sono infatti strettamente unite tra loro con la funzione di protezione da microrganismi, lesioni e perdita di liquidi.
Nei tessuti epiteliali la superficie libera è normalmente esposta a fluido od aria. Essi, a differenza del tessuto connettivo, non sono vascolarizzati e risultano separati dai sottostanti da una membrana basale non cellulare, di natura fibrosa. Un tipo particolare di tessuto epiteliale è l'epidermide, porzione superficiale della cute; altro tipo è l'endotelio, presente nei vasi sanguigni e linfatici.
Il tessuto endoteliale è sotto forma di una sottile lamina di epitelio pavimentoso semplice, di origine mesodermica. Oltre alle sue numerose funzioni in biosintesi, crescita e coagulazione, l’endotelio vascolare anatomicamente è interposto tra lo spazio vascolare ed il tessuto fluido (le cellule endoteliali formano lo strato più interno di cellule dei vasi sanguigni).
L'epitelio svolge fondamentalmente due diverse funzioni di protezione: sia di protezione meccanica attraverso gli epiteli stratificati (come per esempio la pelle) sia di sigillatura dei contenuti dei vari organi attraverso giunzioni strette tra le cellule.

BARRIERA EMATO - ACQUOSA

Una delle tre barriere della Barriera Emato - Oculare.

(v. Barriera Emato - Oculare)

BARRIERA EMATO - AEREA

La barriera emato-aerea (o emato-gas od alveolare) è situata nei polmoni a livello degli alveoli e costituisce la superficie di scambio dei gas che ha luogo per diffusione semplice a causa della differenza di pressione e concentrazione dei gas. L’ossigeno viene ceduto al sangue (che da venoso diventa così arterioso) mentre l’anidride carbonica fuoriesce poi dal sangue e passa nell'alveolo dal quale, con l'espirazione, viene eliminata nell'ambiente esterno.
La barriera consiste di una membrana costituita di film di materiale interposto appunto tra l’aria alveolare capillare ed il sangue e precisamente risulta composta dalle membrane basali delle cellule dell’endotelio dei capillari (organizzate in un unico strato) e delle cellule (pneumociti di I e II ordine) dell’epitelio di rivestimento degli alveoli polmonari (anch’essi cellule tappezzanti l’alveolo disposte in un unico strato).
L'endotelio dei capillari e l'epitelio alveolare stabiliscono quindi, per tratti estesi, un intimo rapporto attraverso le rispettive membrane basali.
Il surfattante alveolare
Il surfattante alveolare o surfactant = (dall'acronimo inglese SURFace ACTive AgeNT) è una sostanza tensioattiva secreta dalle cellule degli alveoli polmonari, dalla complessa composizione chimica, fosfolipoproteica, con una prevalenza dei lipidi rispetto alle proteine.
Tali molecole tendono a stratificarsi in un film che evita che le pareti alveolari aderiscano durante gli atti espiratori e quindi ne previene il collasso, ne mantiene l’elasticità garantendo anche la capacità dei polmoni di variare il proprio volume sotto pressione (c.d. compliance) e, oltre a possedere azione antibatterica e antivirale, favorisce la detersione dalle impurità.
La componente lipidica principale del surfactant è la dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC), segue poi il fosfatidilglicerolo (PG), con catene di acidi grassi insaturi che fluidificano il monostrato lipidico all'interfaccia, quindi seguono lipidi neutri e colesterolo. Fra le proteine vi sono quelle plasmatiche nonché le apolipoproteine SP-A e SP-D (che danno immunità aspecifica promuovendo la fagocitosi) ed SP-B e SP-C (che aumentano le proprietà tensioattive del surfactante).

Il riflesso della tosse

La tosse è un meccanismo di difesa protettivo, ripetitivo e primitivo e, in quanto tale, può insorgere anche come riflesso inconscio. Esso viene adottato dall'organismo per evitare potenziali danni ai polmoni sia da parte di microrganismi o sostanze estranee entrate in modo accidentale nella trachea sia da parte di sostanze endogene.
Le sostanze estranee esogene possono essere rappresentate da liquidi (aerosol, goccioline) oppure gas (fumi, esalazioni chimiche irritanti) oppure particellato di varia dimensione. Le sostanze endogene possono essere rappresentate da muchi accumulatisi a livello bronchiale o acidi gastrici risaliti per reflusso gastro-esofageo. Tutte sostanze che possono dare origine ad un fenomeno infiammatorio delle prime vie aeree (laringe e faringe) e dei bronchi.
A loro volta, quindi, le sostanze (esogene ed endogene) che possono rappresentare uno stimolo per la tosse, possono dar luogo ad una classificazione degli stimoli in stimoli di natura chimica (acido citrico, nicotina, ipoclorito, capsaicina, acido acetico), di natura meccanica (polveri inalate, corpi estranei, muco, manovre strumentali, variazioni del calibro dei bronchi) e di natura infiammatoria (istamina, prostaglandine, bradichinina).
Non è conosciuto un centro della tosse e tale funzione sarebbe assolta da più formazioni nervose diffuse nel midollo allungato.
Nel riflesso sono coinvolti stimoli provenienti dai recettori a rapido adattamento con fibre mieliniche (responsabili della tosse) e dai recettori delle fibre C amieliniche (che liberano sostanze infiammatorie, quali la tachichinina, capaci di indurre la tosse stessa). I nervi coinvolti negli impulsi afferenti ed efferenti (che trasmettono infine gli impulsi ai muscoli respiratori) sono essenzialmente il nervo vago, il nervo frenico ed altri nervi motori spinali.

BARRIERA EMATO-BILIARE

Il fegato è spesso associato al concetto di "barriera" o "deposito". Tra le sue funzioni  quella di smaltimento di varie sostanze estranee (xenobiotici), tra cui gli allergeni, veleni e tossine; la neutralizzazione ed eliminazione di ormoni in eccesso, neurotrasmettitori, vitamine, così come prodotti finali del metabolismo.
Le cellule epatiche sono costituite prevalentemente (60%) da epatociti strettamente in contatto tra loro a mezzo di giunzioni intercellulari serrate per impedire la penetrazione della bile negli interstizi.
Le giunzioni strette ed aderenti ed i desmosomi per la loro funzione di comunicazione intercellulare possono giocare un ruolo cruciale nella secrezione biliare, una delle funzioni più differenziate del fegato. In particolare le giunzioni strette si concentrano intorno ai canalicoli biliari e servono come una barriera tra la circolazione sanguigna e la bile che viene mantenuta entro i canalicoli biliari.
Connessioni proteiche di occludina/claudina con gap e tight-junctions (giunzioni comunicanti ed occludenti) indicano la possibilità di una coordinata e regolata costituzione di complessi macromolecolari con adesioni giunzionali e recettori che svolgono ruoli importanti nel metabolismo e nel controllo del flusso biliare.
Alla sostituzione degli epatociti danneggiati contribuiscono le cellule stellate mentre le cellule di Kupffer svolgono la funzione di fagocitosi rimuovendo detriti pericolosi e, similmente a quanto avviene nella milza, eliminando gli eritrociti invecchiati o danneggiati.

BARRIERA EMATO - ENCEFALICA

Il substrato anatomico della Barriera Emato – Encefalica è l’endotelio cerebrale microvascolare che, insieme ad astrociti (cellule della glia), periciti (cellule contrattili separate dalla membrana basale mediante una matrice extra-cellulare di collagene), appunto matrice extra-cellulare e neuroni, va a costituire una "unità neuro-vascolare" essenziale per la salute e la funzione del sistema nervoso centrale.
La barriera quale unità anatomico-funzionale è costituita dalla parete endoteliale dei capillari cerebrali e dai processi di “piede” degli astrociti che, al pari di altre cellule gliali, si dispongono tra i neuroni ed i loro prolungamenti (assoni e dendriti). Questa compattezza impedisce il passaggio di sostanze idrofile e/o con grande peso molecolare dal flusso sanguigno all'interstizio (e quindi ai neuroni) con una capacità di filtraggio molto più selettiva rispetto a quella effettuata dalle cellule endoteliali dei capillari di altre parti del corpo tanto che è molto più difficile oltrepassare la Barriera Emato-Encefalica (che lascia passare solo sostanze o metaboliti indispensabili) che non le altre barriere del corpo umano.
Accanto alle giunzioni occludenti, che agiscono in modo da impedire il trasporto tra le cellule endoteliali, esistono dei meccanismi che impediscono la diffusione passiva tra le membrane cellulari. Le cellule della glia (tra cui gli astrociti) che attorniano i capillari del cervello, fungono da ostacolo secondario alle molecole idrofile.
Praticamente ogni vaso sanguigno che si trova nel SNC è provvisto di Barriera Emato - Encefalica e gli astrociti circondano il neurone impedendo qualsiasi rapporto metabolico diretto con il sangue. Giunzioni strette tra le cellule endoteliali della barriera vanno a formare una parete continua limitando così la diffusione di sostanze idrosolubili e di molecole anche velenose dal sangue al parenchima cerebrale.
La funzione della barriera, oltre che proteggere il sistema nervoso centrale da sostanze chimiche potenzialmente dannose e da cellule batteriche infettive, è quella di regolare il trasporto di quelle molecole essenziali a mantenere un ambiente stabile (sostanze lipofile come l’ossigeno, il diossido di carbonio, l’etanolo e gli ormoni steroidei nonché quelle che possono entrare a mezzo di specifici mezzi di trasporto quali gli zuccheri e alcuni amminoacidi). A questa funzione di “filtro biologico” si accompagna anche quella di “filtro immunologico”, in quanto la barriera controlla il passaggio dei macrofagi e dei linfociti T e B (cellule coinvolte nelle reazioni immunitarie).
Tra le sostanze tossiche, riescono a passare quelle che presentano una elevata lipofilia. Altre sostanze che riescono a passare la barriera sono quelle con un PM basso (più le molecole sono piccole, più riescono a passare) e quelle che presentano un legame alle proteine plasmatiche.
Vi sono poi degli organi (gli organi circum-ventricolari) in cui il cervello effettua un monitoraggio della composizione sanguigna (tra cui la secrezione ormonale). In tali organi (organo sub-fornicale, area postrema, organo vascolare della lamina terminalis, corpo pineale e neuroipofisi) viene a crearsi una “falla”.
La CTZ (chemio receptor trigger zone) è il "tallone d'Achille" della barriera Emato-Encefalica, perché è un punto dove la barriera non è abbastanza selettiva. In questa zona la barriera è più permeabile e può essere attraversata da molte sostanze, come per esempio gli antiemetici che raggiungono molto facilmente il centro del vomito. L'integrità della barriera viene influenzata dall'età dell'individuo e da alcuni stati patologici, come per esempio processi infiammatori (come nel caso del batterio responsabile delle meningiti), ischemie, traumi e tumori. Ancora, sono capaci di aprire la barriera l’ipertensione (pressione alta) e l'esposizione alle microonde e alle radiazioni.

BARRIERA EMATO - EPIDIDIMO

L'epididimo è derivato dal condotto di Wolff alla nascita e consiste principalmente di tessuto mesenchimale.
A seguito di rimodellamento ed allungamento alla pubertà esso acquisisce una sua differenziazione consistente in un tubulo tortuoso fiancheggiato da cellule epiteliali stratificate di vario tipo (apicali, chiare, strette, basali, ecc.).
Sulla base delle differenze istologiche e ultrastrutturali, l'epididimo può essere grossolanamente diviso in tre regioni, vale a dire la testa (caput), il corpo (corpus) e la coda (cauda). Ogni regione svolge funzioni distintive con il caput in cui troviamo la maggiore concentrazione di secrezione proteica, il corpus, nel cui tessuto connettivo decorrono i vasi e i nervi per il testicolo e la cauda che serve principalmente come sito di accumulo per gli spermatozoi funzionalmente maturi. Ogni settore tubulare rappresenta un segmento fisiologicamente unico (all’interno del caput si contano almeno altri sette tipi di tubuli, ciascuno caratterizzato da un epitelio diverso). In ogni vano setti di tessuto connettivo possono diventare barriere che limitano il movimento delle molecole dallo spazio interstiziale di un segmento all'altro.
Gli spermatozoi subiscono una maturazione post-testicolare nell’epididimo per acquisire la motilità e la capacità di fecondare. La maturazione dello sperma dipende in parte dalla creazione di un microambiente specifico all'interno del lume dell'epididimo. Questo ambiente è condizionato da proteine secrete dall’epitelio e per scambio di molecole tra il lume e la circolazione sanguigna. Questi scambi sono regolati selettivamente dalla barriera ematica-epididimo che risulta composta anatomicamente da giunzioni apicali strette (tight-junctions) tra le cellule adiacenti principali : esse limitano il passaggio di molecole e cellule nel lume; fisiologicamente comprende trasportatori che regolano il movimento delle sostanze in o al di fuori del lume, creando un microambiente che si rivela fondamentale per il corretto sviluppo e la maturazione delle cellule germinali; immunologicamente limita l'accesso da parte del sistema immunitario proteggendo la maggioranza delle cellule germinali. Tale barriera infatti crea un ambiente immunoprotettivo entro il lume dell'epididimo che è necessario per la maturazione degli spermatozoi. Diverse proteine sia claudina che occludina contribuiscono alla sua formazione. Il trasporto di micro-molecole dalle superfici cellulari laterali ed apicali viene regolato da strutture intercellulari costituite da giunzioni proteiche (proteine dette connessine).
Da studi effettuati si è potuto osservare che le due barriere ematiche dell'epididimo e testicolare agiscono in modo asincrono e che la barriera ematica del dotto dell'epididimo rimane impermeabile anche laddove – anche in presenza di patologie testicolari quali la regressione testicolare – la barriera ematica testicolare diviene permeabile. Attualmente, cambiamenti nella funzione delle giunzioni cellulari nell’epididimo umano sono associati con la sterilità maschile.
Analizzando l’effetto della intossicazione da piombo sull’organismo umano e più in particolare sugli spermatozoi è stato poi possibile accertare che la barriera emato - testicolo protegge l’ambiente seminifero dall’azione tossica del piombo. Nessun deposito di Pb è stato osservato sia nelle cellule germinali che in quelle di Sertoli. Le cellule testicolari endocrine fuori della barriera avevano ultrastruttura anche invariata, senza alcuna traccia di piombo. Le uniche cellule, nell'area del testicolo, nel cui citoplasma è stato confermato il metallo erano alcuni macrofagi del tessuto interstiziale. Da parte sua, la barriera emato-epididimo non fornisce una barriera contro questo elemento in quanto sono stati osservati depositi di piombo in fibre muscolari lisce, cellule epiteliali e nel lume del condotto dell'epididimo correlando il tutto con una marcata diminuzione del numero di spermatozoi dell'epididimo e numerosi danni che coinvolgono la loro ultrastruttura. E’ stato dimostrato che il piombo, quando passa al lume del dotto dell'epididimo attraverso cellule e strutture, viene escreto dal sistema genitale maschile con lo sperma.

 

BARRIERA EMATO - FOLLICOLARE OVARICA

Mentre il parenchima della gonade maschile è organizzato in tubuli seminiferi (il tutto racchiuso da una membrana basale con epitelio al cui interno alloggiano molte cellule germinali in via di sviluppo, gli spermatozoi) il parenchima femminile è organizzato in follicoli (anche qui tutto racchiuso da una membrana basale contenente un epitelio composto da cellule della granulosa e, alloggiata all'interno, una singola cellula germinale, l'ovocita).
Il follicolo ovarico è un sistema costituito da un ovocita primario circondato da uno strato di cellule follicolari piatte a loro volta circondate dalla membrana propria. Questa struttura prende il nome di follicolo primordiale ed è l'unità funzionale dell'ovaio.
Dopo la pubertà ogni giorno un piccolo numero di follicoli primordiali è stimolato a riprendere l'ovogenesi entrando nella fase di accrescimento ma generalmente soltanto uno di questi riuscirà a completarla fino all'ovulazione con l'espulsione dall'ovaio. Il completamento dell'ovogenesi è un fenomeno ciclico la cui ripetizione è detta ciclo ovarico della donna.
I follicoli sono classificati in ordine crescente di progressione della maturità come primordiale, primaria, secondaria, terziaria o preovulatoria. La fecondazione avviene all'interno dell’ovidotto. L'embrione si sviluppa in un feto all'interno dell'utero. La cervice intercede tra la vagina e l'utero, diventa sigillata durante la gravidanza e quindi protegge il nascituro dall’insulto di agenti inquinanti esterni.
La parete del follicolo preovulatorio è composto da tre strati distinti: la teca esterna, la teca interna e la membrana granulosa. La teca esterna è lo strato esterno del follicolo maturo; contiene cellule muscolari disperse entro una matrice di tessuto connettivo denso. Vasi sanguigni e nervi che servono il follicolo terminano all'interno della teca interna. Una membrana basale separa gli strati tecali della granulosa che risulta composta da uno strato di cellule follicolari che circonda l'ovulo. Le cellule della granulosa svolgono un ruolo importante nella endocrinologia follicolare ed interagiscono con l'ovulo. Giunzioni tra le cellule della granulosa proteggono l'ovulo dal riconoscimento immunologico : la barriera emato follicolare ovarica è una delle barriere emato – tissutali del corpo umano.
Il follicolo ovarico in via di sviluppo è composto da un antro avascolare pieno di liquido contenente l'ovocita. Il liquido follicolare contribuisce a un ambiente all'interno del vano avascolare che supporta lo sviluppo follicolare.
L’analisi delle concentrazioni delle proteine nel liquido follicolare ha dimostrato che la barriera del follicolo ovarico in via di sviluppo è permeabile all’ingresso di proteine sieriche che passano attraverso la membrana e che supportano lo sviluppo follicolare unitamente alle secrezioni della membrana granulosa.
Durante lo sviluppo follicolare la barriera agisce come un setaccio e si mostra impermeabile a qualsiasi proteina di grosse dimensioni.
Studi effettuati sulla sua permeabilità sostengono l'ipotesi che esista una selettività dimensionale ma che anche le cariche (positiva, negativa o neutra) e le densità giochino un ruolo importante nella permeabilità della barriera anche per le proteine di dimensione intermedia (è dimostrato che essa è liberamente permeabile alla maggior parte delle molecole al di sotto dei  70-300 chilodalton). Per proteine di simili dimensioni ma opposta carica netta la barriera ha cioè diverse permeabilità. Alcune proteine sono poi escluse dal follicolo sino a quando non si presenti uno stimolo ovulatorio mentre altre (come le immunoglobuline) possono passare anche in assenza di detto stimolo.
Tuttavia una carica positiva può determinare il passaggio anche in assenza di un segnale ovulatorio (ma non per le macro-globuline al di sopra dei 500 chilodalton) laddove una carica negativa per le gammaglobuline può determinarne l’esclusione dal follicolo a meno che vi sia uno stimolo ovulatorio.
Nello studio dei flussi trans-barriera, considerazioni anatomiche indicano che la traslocazione di una proteina del siero per l'antro follicolare richiede il suo passaggio attraverso le seguenti strutture: 1) il capillare endoteliale squamoso della vascolarizzazione ovarica; 2) la teca interna; 3) la membrana basale; 4) la membrana granulosa.
A livello delle cellule endoteliali dei microvasi che circondano il follicolo si possono notare delle tight-junctions (TJ) a tenuta permeabile che vanno a costituire la membrana basale. E’ possibile che le proprietà di selettività e permeabilità della barriera risiedano all'interno di alcuni o tutti questi strati. Si è tentati di pensare che la permeabilità iniziale e la selettività della barriera inizi all’interno della teca interna a livello delle cellule endoteliali vascolari ovariche.
Alcuni studi sembrano supportare la possibilità che le proteine caricate negativamente e di dimensioni intermedie possano attraversare le cellule endoteliali solo in presenza di una diminuzione della carica netta negativa delle pareti dei microvasi. E’ quindi interessante che un aumento del flusso sanguigno sembra comportare una diminuzione della carica superficiale negativa.
Nella patogenesi e fisiopatologia della sindrome dell’ovaio policistico (PCO) – che è la causa più frequente di infertilità femminile – è stata notata una condizione degenerativa della membrana granulosa e vasi sanguigni dilatati con abbondante flusso ematico. A ciò si accompagna una maggiore selettività di permeazione molecolare attraverso la barriera follicolare.

BARRIERA EMATO - LIQUORALE

E’ una struttura, situata a livello dei plessi corioidei dei ventricoli cerebrali, composta anatomicamente dagli endoteli dei capillari (fenestrati), dagli istiociti del connettivo e dalle cellule dell’epitelio dei plessi corioidei (in cui sono presenti giunzioni serrate), che determina l’impermeabilità fisiologica fra il sangue ed il liquor cefalorachidiano (il cui flusso, essendo unidirezionale, non può scorrere nel senso opposto e defluisce dalla zona di produzione nelle cisterne e lungo il midollo spinale e l’encefalo esterno per poi scaricarsi nel sistema venoso).
La funzione della Barriera Emato-Liquorale è, quindi, quella di filtrare il passaggio delle sostanze dai capillari cerebrali di tipo arterioso al liquor cerebrospinale a mezzo di giunzioni serrate presenti a livello dell’epitelio corioideo che limitano la loro libera diffusione nel Liquor mantenendo in questo modo l’omeostasi chimico-fisica del Liquor stesso.
Rispetto alla Barriera Emato-Encefalica la Barriera Emato-Liquorale è più permeabile al passaggio di sostanze che una volta nel liquido cerebrospinale possono raggiungere il neurone attraverso il liquido extracellulare del tessuto nervoso.

BARRIERA EMATO - MIENTERICA

Il sistema nervoso enterico è conosciuto anche come il "cervello dell'intestino” : di per sé può funzionare indipendentemente dal cervello e dal midollo spinale ed è effettivamente in grado di funzioni autonome, come il coordinamento dei riflessi (anche se beneficia di una notevole innervazione dal sistema nervoso autonomo). Effettivamente nel sistema nervoso gastro-enterico stomaco ed intestino (tenue e crasso) sono in comunicazione bidirezionale con il SNC (bulbo e midollo spinale) a mezzo di fibre afferenti (o sensitive) e di fibre efferenti (o effettrici).
Neuroni afferenti trasmettono informazioni circa lo stato del tratto gastrointestinale. Alcune di queste raggiungono la coscienza, tra cui il dolore e il disagio a livello intestinale e sensazioni di fame e sazietà. A sua volta, il SNC fornisce segnali per controllare l'intestino, che sono, nella maggior parte dei casi, trasmessi dal sistema nervoso enterico (ad es. la vista e l'odore del cibo suscitano eventi preparatori del tratto gastro-intestinale, tra cui la salivazione e la secrezione di acido gastrico).
Anche qui – come nel sistema nervoso centrale - troviamo una barriera (che assomiglia alla barriera emato – timica) con funzioni che possono essere funzionalmente analoghe a quelle della barriera emato-encefalica.
Il sistema nervoso enterico è incorporato nel rivestimento del sistema gastrointestinale. Una sua proprietà consiste nel limitare l'accesso intravascolare di macromolecole al plesso mienterico ed ai muscoli esterni.
Inoltre il sistema nervoso enterico contiene cellule di supporto simili a quelle del cervello ed una barriera di diffusione intorno ai gangli capillari circostanti simile ai vasi cerebrali sanguigni della barriera emato - encefalica.
Il sistema nervoso enterico regola il movimento di acqua ed elettroliti tra il lume intestinale ed i compartimenti fluidi tissutali attraverso le superfici epiteliali del tratto gastrointestinale con movimenti fluidi significativi anche nel pancreas e nella vescica biliare. Difatti gli eventi che sono controllati, almeno in parte, dal sistema nervoso enterico sono molteplici e comprendono attività motoria, secrezione, assorbimento, flusso di sangue e interazione con altri organi come la cistifellea ed il pancreas. I collegamenti col SNC e tra questi ed il tratto digestivo avvengono tramite fibre del sistema simpatico e parasimpatico.
Il sistema nervoso enterico presenta papille gustative simili a quelle della lingua. Il recettore del gusto e la proteina del gusto G gustducina (che assolve alle funzioni del gusto) sono due dei più comuni. Attraverso di essi viene recepita la sensazione del dolce del glucosio dalla lingua e dal sistema nervoso enterico. Questi recettori aiutano a regolare la secrezione di insulina e di altri ormoni che sono responsabili di controllare i livelli di zucchero nel sangue.
La barriera emato – mienterica è costituita da una rete di nervi tra gli strati circolari e longitudinali della tonaca muscolare del tratto digestivo. Piccoli gruppi di cellule nervose (gangli) e fasci di fibre nervose che si trovano tra gli strati muscolari longitudinali e circolari esterni della parete intestinale, con una rete continua dall’esofago superiore per lo sfintere anale interno, vanno a costituire il plesso mienterico o di Auerbach mentre un altro gruppo principale di gangli va a costituire il plesso nervoso sottomucoso o di Meissner. Precisamente detti plessi sono contenuti rispettivamente in altrettante guaine (o tonache) sovrapposte che troviamo nell’apparato digerente e che sono rispettivamente di tipo muscolare (composta di due strati) e di tipo connettivale (contenente vasi). Si notano inoltre altre due guaine, e cioè la tonaca mucosa con funzioni di assorbimento e secrezione (formata da epitelio, lamina propria connettivale e  muscularis mucosae) e la tonaca sierosa, avventizia, costituita da tessuto connettivo e corrispondente al peritoneo viscerale.
Il plesso mienterico si presenta come una struttura tubolare chiusa formante una continua rete attorno alla circonferenza del budello e si trova tra gli strati interni ed esterni della muscolatura esterna mentre il plesso sottomucoso si trova nella sottomucosa e collega il rivestimento della membrana mucosa della superficie agli strati più profondi del muscolo dello stomaco e dell'intestino.
Detti due plessi sono direttamente coinvolti nella peristalsi e nel favorire la secrezione dei succhi gastrici.
Il plesso mienterico non è vascolarizzato. I gangli hanno proprietà simili al SNC tra cui presenza di cellule gliali, un piccolo spazio extracellulare ed isolamento da vasi sanguigni. I capillari nutritizi del plesso si trovano infatti all'esterno di esso. Si tratta di capillari a parete spessa, con endotelio non fenestrato, simili ai capillari encefalici e, al pari di questi, impermeabili alle macromolecole di modo da impedire il passaggio di sostanze tra le cellule endoteliali.
Eventuali materiali che, per pinocitosi, passino attraverso l'endotelio, vengono rimossi dai macrofagi peri-capillari.
Detti due plessi sono connessi fra loro da rami anastomotici, costituiti da intrecci a rete di fibre nervose e da accumuli di cellule gangliari localizzate soprattutto nei punti nodali dei plessi.
Il funzionamento del sistema gastrointestinale è governato da un complesso sistema nervoso enterico che assume morfologicamente l’aspetto di una rete di neuroni (raccolti nei gangli dei plessi mienterico e sottomucoso), neurotrasmettitori e proteine speciali responsabili delle comunicazioni (appunto il “secondo cervello” del "pensare", "ricordare" ed "apprendere"). Le guaine di tessuto contenente neuroni che riveste l’esofago, lo stomaco e l’intestino portano gli stessi neurotrasmettitori presenti nel cervello (tra cui acetilcolina , dopamina e serotonina) da cui sono influenzati e con cui comunicano tramite il sistema parasimpatico (nervo vago) e simpatico (ad es. gangli prevertebrali). Il supporto inter-neuronale è fornito da cellule di tipo gliale, simili agli astrociti della glia nevrassiale. I prolungamenti di queste cellule gliali formano lamine periferiche che isolano i gangli dall'ambiente connettivo e vascolare circostante; queste lamine gliali sono interrotte soltanto per dare passaggio a terminali assonici che emergono dai gangli e, senza ramificarsi, terminano alla superficie delle fibrocellule muscolari lisce contigue.
La maggior parte dei neuroni enterici sono in collegamento con altri neuroni enterici o con i tessuti gastrointestinali (strati muscolari, vasi sanguigni e ghiandole intrinseche). La trasmissione nell'ambito della tonaca muscolare avverrebbe attraverso accoppiamenti elettrici che esistono tra le fibrocellule muscolari lisce contigue a livello di giunzioni serrate (gap junctions). Essi sono poi direttamente coinvolti in una serie di reazioni di difesa dell'intestino le quali includono diarrea (per diluire ed eliminare le tossine), un'eccessiva attività propulsiva del colon (in presenza di agenti patogeni nell'intestino) e vomito e possono anche interagire con il vasto sistema immunitario intrinseco del tratto gastrointestinale.
Si possono riconoscere nel plesso mienterico neuroni colinergici, noradrenergici, serotoninergici, purinergici e peptidergici.
I neuroni colinergici del plesso mienterico liberano acetilcolina (lo stesso trasmettitore che viene rilasciato dai terminali parasimpatici vagali e sacrali) ed esercitano un'azione eccitatoria sulla motilità gastrointestinale.
I neuroni noradrenergici, numerosi sia nel plesso mienterico che in quello sottomucoso, liberano noradrenalina, uno dei mediatori chimici delle fibre ortosimpatiche che ha azione inibitoria sulla motilità gastrointestinale.
I neuroni serotoninergici liberano serotonina, un’amina biogena contenuta anche in alcune cellule endocrine del sistema gastro-enteropatico. La serotonina attiva i neuroni eccitatori colinergici, ma anche neuroni inibitori (noradrenergici) sia del plesso mienterico che del plesso sottomucoso.
I neuroni purinergici hanno azione inibitrice sulla muscolatura gastrointestinale.
I neuroni peptidergici costituiscono una classe di cellule nervose che sintetizzano neurotrasmettitori polipeptidici con struttura e reattività immunologica identiche a quelle dei polipeptidi localizzati in alcune cellule endocrine, enterocromaffini e non, del sistema gastro-entero-pancreatico.

BARRIERA EMATO – NEURALE (o  CEREBRALE)

Quando si parla del rapporto che intercorre tra il sangue ed il neurone nel sistema nervoso centrale ci si riferisce alla Barriera Emato – Encefalica (vedi) mentre quando si parla del rapporto tra le proiezioni assonali del sistema nervoso periferico ci si riferisce alla Barriera Emato – Neurale (o Barriera Cerebrale).
Nella prima barriera (emato–encefalica) vengono coinvolte prevalentemente cellule gliali specializzate (astrociti); nella seconda barriera del sistema nervoso periferico (barriera emato-neurale) ci si addentra nella struttura del nervo periferico la cui anatomia crea un microambiente unico all’interno del corpo umano.
La Barriera Emato – Neurale definisce lo spazio entro il quale troviamo associati gli assoni, le cellule di Schwann ed altre cellule. Questo spazio fornisce un microambiente di fibre e protegge da aggressioni dei componenti del sangue.
Un barriera neurale intatta è molto importante per l'integrità e la funzionalità delle fibre nervose all'interno dello spazio endonevriale. Dal momento che essa è una struttura fondamentale nel controllare l'ambiente interno del parenchima del nervo periferico, una sua interruzione può portare al deterioramento funzionale e strutturale del nervo e svolgere un ruolo importante in molti disturbi del sistema nervoso periferico come la degenerazione walleriana, la sindrome di Guillain-Barré, la polineuropatia demielinizzante infiammatoria cronica, la neuropatia diabetica, i disturbi nervosi infiammatori e la demielinizzazione.
Essa funzionalmente costituisce un'interfaccia dinamica tra il microambiente circostante endonevriale e lo spazio extracellulare ed il contenuto del sangue ed il suo strato più interno è localizzato nel perineurium.

I nervi periferici

Quale struttura istologica il nervo periferico consiste di un insieme di molte fibre nervose complete (una fibra nervosa è un assone) che danno vita al sistema della vita di relazione ed amieliniche che danno vita al sistema vegetativo. Esso è circondato da una organizzazione cellulare molto particolare di tessuto connettivo denso, irregolare, chiamata “perineurium”, formata da fogli concentrici perinevriali, che tiene insieme le fibre nervose.
Un nervo periferico consiste di tre strati:
Il perineurium che circonda fasci di assoni (i fasci di assoni sono chiamati fascicoli). Dal perineurium origina una rete delicata di connettivo reticolare che va a rivestire esternamente ogni singola fibra nervosa; questo connettivo più delicato che avvolge ogni singolo assone è detto “endoneurium”.
All’esterno di un nervo si osserva poi una capsula di rivestimento formata da un resistente e denso tessuto connettivo fibrillare denominata “epineurium” (esso rappresenta lo strato esterno che circonda l'intero nervo).
Il perineurium può essere suddiviso in tre zone:
-La zona interna separata dall’”endoneurium” dallo spazio sub-perinevriale. Essa è formata da un solo strato di cellule unite tra loro da zonule di occlusione;
-La zona intermedia. Il suo spessore è dato dal numero di strati (3-15 strati);
-La zona esterna. In cui l’organizzazione cellulare e dei fasci di fibre è simile al collagene dell’epineurium.
Il numero di lamelle concentriche dipende dal numero di fascicoli che formano la nervatura, le dimensioni dei fascicoli e la vicinanza che hanno con le meningi. Come aumenta il numero di fascicoli all'interno del nervo (possono raggiungere il numero di 10 all’interno di un solo nervo) così diminuisce lo spessore del perineurium.
La funzione del perineurium è quella di mantenere una pressione costante intra-fascicolare all’interno del nervo e un ambiente interno favorevole alle cellule di Schwann ed agli assoni che sono racchiusi dentro il sottile strato di tessuto connettivo dell’endoneurium. Senza il perineurium non sarebbe possibile garantire un’efficace barriera selettiva per il passaggio di sostanze nutritive alle cellule di Schwann ed agli assoni.
Il perineurium è composto da circa 7-8 strati concentrici di tessuto connettivo. Le cellule che lo compongono sono epitelioidi miofibroblasti contrattili con proprietà di giunzioni strette, giunzioni gap e lamine esterne. La superficie è costituita da una membrana tubolare liscia, tenera e trasparente.
L’endoneurium è molto bene perfuso da capillari. Sia tra le cellule endoteliali dei capillari endonevriali che tra le cellule dell’epineurium vi sono giunzioni strette che delimitano lo spazio endonevriale.
La sostanza fondamentale è costituita da sottili fasci di fibre tipiche del connettivo lasso che presenta anche fibre reticolari di collagene prodotte dalle sottostanti cellule di Schwann. È in continuità con i setti che si approfondano dallo strato più intimo del perineurium. In prossimità della terminazione dell'assone della fibra nervosa l'endoneurium si riduce sino a poche fibre reticolari disposte attorno alla lamina basale delle cellule di Schwann.
Le cellule endoteliali dei capillari endonevriali sono caratteristicamente unite da zonule di occlusione costituenti una parte della barriera neurale.

Assoni

L’assone (o neurite) è una fibra nervosa.
Esso è un'estensione il cui citoplasma, chiamato “axolemma”, contiene neurofilamenti, microfilamenti e microtubuli che costituiscono l’impalcatura ossia il citoscheletro e che conferiscono al neurone la sua caratteristica forma. Distribuiti fra gli organelli ed il citoscheletro troviamo mitocondri, lisosomi, vescicole e terminali dell’apparato del Golgi.
Nel sistema nervoso centrale l’axolemma può essere rivestito dalla membrana cellulare degli oligodendrociti (fibre nervose mielinizzate) e nel sistema nervoso periferico dalle cellule di Schwann.
Le fibre nervose del sistema nervoso periferico possono essere : -  mieliniche, se l’assone è avvolto da vari strati di cellule mieliniche (così dette perché ricche di un fosfolipide chiamato mielina), a guisa di una fila di manicotti, a schermare con una membrana l’assone stesso dalla corrente ionica; - amieliniche (scoperte), se gli assoni sono solamente contenuti in una nicchia delle cellule di Schwann. Le fibre si dicono complete se hanno entrambe le guaine (si tratta del tipo di fibra che costituisce in prevalenza i nervi spinali e i nervi cranici). 
All'estremità terminale dell'assone vi è una struttura ramificata con estremità chiamate manopole sinaptiche. Da questa struttura i segnali chimici possono essere inviati ai neuroni vicini. L'assone si comporta come un conduttore elettrico; infatti, grazie alla presenza di alcuni ioni come sodio, cloro, calcio e potassio, viene creato un flusso ionico che genera una corrente elettrica. Quando arriva un impulso elettrico, questo percorre l'assone. Lungo le fibre mieliniche, la guaina mielinica presenta delle interruzioni, i nodi di Ranvier, che permettono una conduzione del segnale elettrico (detta "conduzione saltatoria") più rapida da non dover depolarizzare tutti i punti della fibra nervosa. Questo tipo di propagazione del segnale elettrico consente inoltre un notevole risparmio energetico in quanto la pompa del sodio deve mobilitare meno ioni.
La demielinizzazione degli assoni causa una serie di sintomi neurologici ed è la base cellulare della sclerosi multipla.

Cellule di Schwann

I precursori delle cellule di Schwann sono i lemnoblasti.
Subito dopo che i neuroblasti, già durante lo sviluppo embrionale, hanno cominciato a filare le fibre nervose, entrano in gioco le cellule dei lemnoblasti, le quali derivano da cellule indifferenziate del ganglio spinale. Essi iniziano ad avvolgere e a circondare gli assoni che si allungano dal midollo spinale completandone il processo di mielinizzazione e differenziandosi alla fine in cellule di Schwann del nervo periferico e della radice.
Le cellule di Schwann formano la guaina mielinica avvolgendosi attorno agli assoni numerose volte; gli strati più interni sono composti principalmente da mielina, appunto, che forma la membrana cellulare di queste cellule, mentre il citoplasma e il nucleo stanno negli strati più esterni e formano il neurilemma.
Quando l’assone raggiunge la sua lunghezza definitiva è ricoperto per tutta l’estensione dallo strato isolante della guaina mielinica.
Le cellule di Schwann creano uno strato protettivo (guaina mielinica) conferendo ai nervi un aspetto bianco brillante e indirettamente contribuiscono alla conduzione degli impulsi in quanto le fibre nervose mieliniche possono condurre gli impulsi più velocemente di quelle amieliniche.
Siccome le dimensioni di una cellula di Schwann (fino ad 1 mm) sono molto inferiori alla lunghezza di un assone (i più lunghi come nel caso del nervo sciatico possono oltrepassare il metro), per mielinizzare completamente un singolo assone sono necessarie numerose cellule di Schwann, disposte lungo tutta la lunghezza dell'assone. Le piccole parti demielinizzate che si trovano tra due cellule di Schwann si chiamano nodi di Ranvier.
Le cellule di Schwann hanno inoltre un'attività fagocitaria e ripuliscono il sistema nervoso periferico dai detriti cellulari permettendo e guidando la ricrescita dei neuroni del sistema nervoso periferico. Per fare questo le cellule di Schwann si dispongono in una serie di cilindri che fungono da guida per i germogli di assoni che vanno rigenerandosi. Se uno di questi germogli incontra un cilindro il germoglio crescerà attraverso il tubo alla velocità di 3-4 mm al giorno. I germogli non produttivi semplicemente scompaiono.
Gli oligodendrociti possono mielinizzare più assoni adiacenti, mentre le cellule di Schwann mielinizzano un solo assone.

Nodi di Ranvier

I nodi di Ranvier sono dei restringimenti che si osservano lungo ciascuna fibra, a intervalli regolari, a livello dei quali si interrompe la colorazione nera. La distanza costante fibrosa tra ogni nodo viene detta internodo o segmento internodale.
Precisamente detti restringimenti corrispondono alla zona dove termina una cellula di Schwann e ne inizia un'altra e possono avere mediamente una lunghezza che si aggira intorno ai 100-200 micron. Tale lunghezza ha rilievo per quanto concerne gli aspetti fisiologici della fibra (conduzione saltatoria dell’impulso nervoso). Nelle fibre aventi guaina mielinica interrotta dai nodi di Ranvier l’onda elettronegativa si propaga nel salto linfonodale più velocemente non dovendo essa depolarizzare tutti i punti della fibra nervosa e consentendo un notevole risparmio energetico dato che la "pompa del sodio" deve mobilitare meno ioni. La velocità di conduzione è direttamente proporzionale alla distanza internodale ed anche al calibro della fibra. I nodi di Ranvier sono zone ad elevata permeabilità e quindi nella conduzione dell’impulso solo a questo livello sono consentiti gli scambi ionici necessari per la generazione del potenziale d’azione.

Guaina mielinica

La membrana cellulare esterna di natura plasmatica si compone di lipoproteina in una configurazione laminata. Le membrane sono generalmente composte da due principali classi di molecole : lipidi (principalmente fosfolipidi e colesterolo) e proteine. Le proteine di membrana sono incorporate nei lipidi. Pertanto, alterazioni nella struttura e nelle dinamiche molecolari dei lipidi di membrana potenzialmente possono alterare dinamica, struttura e funzione fisiologica delle stesse proteine di membrana. A detti lipidi è stato pertanto riconosciuto un ruolo più importante che non in passato rispetto alle stesse proteine nelle funzioni della membrana (è stato dimostrato che le dinamiche molecolari di fosfolipidi di membrana così come la composizione lipidica della membrana sono chiaramente alterate in malattie come il morbo di Alzheimer, l'autismo, l’alcolismo cronico, la depressione e la schizofrenia).
La membrana permette il movimento organizzato e controllato sia in entrata di sostanze nutrienti che in uscita dalle cellule nervose di prodotti di scarto. Molte di queste funzioni di membrana richiedono l'immissione di energia metabolica cellulare, in particolare per la membrana sinaptica che è la maggiore consumatrice di energia metabolica nel cervello.
Le membrane (dette guaine mieliniche) sono i centri di comunicazione del cervello e svolgono quindi anche un ruolo importante nel tasso di trasmissione elettrica.
La membrana plasmatica forma il contorno esterno del continuum corpo cellulare e le sue estensioni ed il neurone è il sito di iniziazione e di conduzione degli impulsi nervosi.
L'impulso elettrico si propaga lungo la fibra come prolungamento della cellula nervosa (l'assone). La velocità di trasmissione dipende dalla dimensione della fibra, ma è dell'ordine delle decine di m/s. Una volta che il segnale raggiunge il fascio terminale dell’assone, può essere trasmesso ad una cellula nervosa confinante con l'azione di un neurotrasmettitore.
Quindi l'onda di elettronegatività si trasmette lungo tutta la fibra nervosa e, grazie alle doti di isolante elettrico, la mielina aumenta la capacità di conduzione degli assoni stessi. Infatti se gli assoni amielinici hanno una velocità di
conduzione da 0,5 a 10 m/s, gli assoni mielinici più veloci possono arrivare a 150 m/s.
La tensione elettrica, misurabile in una cellula, tra il versante interno citoplasmatico, che presenta cariche negative, e quello esterno extracellulare, che presenta cariche positive è detto potenziale di membrana.
Le membrane di tutte le cellule nervose hanno una differenza di potenziale tra di loro. Nelle cellule in cui è soggetto a variazioni improvvise, come le cellule muscolari e quelle nervose, è detto potenziale di membrana a riposo.
I canali ionici sono proteine trans-membrana che consentono l'attraversamento, veloce ma selettivo, della membrana cellulare da parte delle varie specie ioniche presenti nelle cellule. Nel citoplasma dei tessuti eccitabili sono presenti Na+, K+, Ca++, Mg++, Cl-, A- (anioni proteici organici, cioè grossi peptidi che a pH citosolico sono sotto forma anionica). La maggior parte dei canali cationici è selettiva soprattutto nel senso di facilitare il passaggio di una sola specie ionica ( Na+, K+ o Ca++) parimenti alla maggior parte dei canali anionici che permettono il passaggio di un solo ione di importanza fisiologica, vale a dire lo ione cloruro.
Due ioni sono responsabili del potenziale di membrana e precisamente sodio (Na +) dall’interno verso l’esterno e potassio (K +) dall’esterno verso l’interno (pompa sodio-potassio). La membrana ha una diversa permeabilità rispetto a ciascuno ione. Lo ione potassio passa liberamente attraverso la membrana mentre la permeabilità della membrana rispetto allo ione sodio è inferiore.
I passaggi speciali della membrana della cellula nervosa per questi due ioni sono comunemente noti come gates o canali che rappresentano l'unico modo in cui questi ioni si possono diffondere attraverso una membrana cellulare nervosa.
In una membrana a riposo tutte le porte del sodio risultano chiuse e solo alcune del potassio sono aperte creando una distribuzione disuguale di ioni o un potenziale di membrana che si verificherà in presenza di uno stimolo sufficientemente forte. Quando una cellula nervosa è eccitata viene a crearsi un rapido cambiamento nella permeabilità della membrana di ioni Na + che si diffondono attraverso la membrana plasmatica nel citoplasma.
Laddove il potenziale di azione raggiunga il suo picco, nella membrana si aprono le porte del sodio e del potassio permettendo il ripristino del normale potenziale della membrana.
Possiamo quindi dire che un impulso nervoso è un'onda di elettronegatività che attraversa il neurone che si origina a seguito di una variazione transitoria della permeabilità delle membrane cellulari, secondaria ad uno stimolo.

Si possono riscontrare varie patologie e tra esse possiamo distinguere tra malattie acquisite, come la sclerosi multipla, e malattie metaboliche ereditarie, dette leucodistrofie. Si dicono "demielinizzanti" le malattie del primo gruppo, in cui la mielina viene attaccata e distrutta ad opera del sistema immunitario. Nel secondo caso il problema è legato a fattori genetici, e quindi alla formazione difettosa della mielina; in questo caso si parla di malattie "dismielinizzanti".
Recentemente, sono stati scoperti dei meccanismi attraverso i quali cellule staminali possono raggiungere zone neurali lese da malattie degenerative e trasformarsi in cellule produttrici di mielina o addirittura in cellule di rivestimento (cellule di Schwann, cellule della glia, eccetera).

BARRIERA EMATO-OCULARE

Si tratta di una barriera fisica tra i vasi sanguigni locali e la maggior parte delle parti dell'occhio stesso.
Si presenta come una complessa unità anatomo – funzionale che impedisce il contatto tra le strutture oculari interne ed alcune sostanze trasportate dal sangue (ormoni, metaboliti, tossine, farmaci, …). L’occhio per poter funzionare correttamente deve mantenere la trasparenza delle sue strutture interne, i cosiddetti mezzi diottrici. Questi non sono vascolarizzati (sono cioè avascolari ovvero privi di sangue) e quindi possono ricevere nutrienti solo per via indiretta, per diffusione attraverso i tessuti circostanti. Se le sostanze contenute nel sangue (fatta eccezione per l’acqua e per i piccoli elettroliti) penetrassero all’interno del vitreo, potrebbero modificarne la composizione, il colore e la trasparenza, con danni seri per la funzione visiva.
Essa non solo assicura che sia stazionario il focus all'interno dell'ambiente oculare ma assicura anche l'importante funzione di focalizzazione all'interno della struttura principale della retina. Può inoltre evitare che nel tessuto intraoculare siano trasmesse sostanze che potrebbero produrre un’infiammazione dovuta ad una risposta immunitaria dello stesso tessuto oculare. L'infiammazione potrebbe rompere questa barriera consentendo a farmaci e molecole di grandi dimensioni di penetrare nell'occhio e potrebbe inoltre portare ad  episodi di degranulazione così gravi da minacciare l’esistenza della barriera emato-retinica.
La Barriera Emato – Oculare è composta dall’endotelio dei capillari della retina e dell’iride, dall’epitelio ciliare e dall'epitelio pigmentato retinico.
Essa è costituita dai seguenti componenti che si combinano per mantenere l'occhio come un luogo privilegiato e sono essenziali per la normale funzione visiva oltre a servire come un percorso di scarico per i prodotti di scarto dell'attività metabolica dei tessuti oculari:
- Barriera Emato – Acquosa che consiste di una membrana formata da uno strato non pigmentato dell’epitelio del corpo ciliare, dai tessuti del diaframma e dall’endotelio dei vasi sanguigni dell’iride; essa è selettivamente permeabile ed il significativo grado di pressione che vi si riscontra è giustificato dall’attività di trasporto in quanto essa regola il passaggio bidirezionale di fluidi tra la camera acquosa dell’occhio ed il sangue. Essa oltre ad influenzare direttamente la regolazione dei fluidi intraoculari ha influenza pure sul metabolismo della cornea e del cristallino. Sostanze liposolubili quali ossigeno ed anidride carbonica penetrano la barriera ad alta velocità mentre è limitato il passaggio del sodio, delle proteine e di altre grandi e medie molecole.
- Barriera Emato – Retinica formata da capillari non fenestrati della circolazione retinica; essa forma una barriera stratificata su due livelli di cui uno esterno formato da giunzioni strette occludenti (dette anche tight junctions) tra le cellule del pigmento retinico ed uno interno formato anch’esso da tight junctions tra cellule endoteliali dei capillari retinici; anch’essa è selettivamente permeabile con giunzioni strette tra le cellule epiteliali della retina che impediscono il passaggio di molecole di grandi dimensioni dai vasi corio- capillari alla retina stessa.  La barriera retinica è particolarmente stretta e restrittiva ed è una barriera fisiologica che regola il flusso di ioni, proteine ed acqua dentro e fuori della retina. Alterazioni della barriera emato-retinica possono portare allo sviluppo di retinopatie diabetiche (alterazioni della membrana interna), degenerazione maculare (alterazioni della membrana esterna) ed edema retinico. Una pressione sanguigna alta può indebolire e far diventare più permeabile alle sostanze la barriera.
- Barriera Oculare di Dua: All'interno dell'occhio, precisamente tutt'intorno al bulbo oculare, è stato recentemente scoperto un sesto strato della cornea umana. Esso va ad aggiungersi agli altri cinque strati, che sono: l’epitelio corneale, lo strato di Bowman, lo stroma corneale, la membrana di Descemet e l’endotelio corneale. Precisamente, si trova nella parte posteriore della cornea, tra lo stroma corneale e la membrana di Descemet.
Il suo spessore accertato è di appena 15 micrometri (0,015 millimetri) ma la barriera è incredibilmente resistente in quanto capace di resistere ad una pressione di 200 kilopascal. Insomma, una barriera sottile, resistente ed impermeabile all’aria.
Precisiamo che l’intera cornea ha uno spessore di circa 550 micron (0,5 millimetri).
Il nuovo strato corneale è  stato nominato “Strato del Dua” dal nome del suo scopritore, Harminder Singh Dua, coadiuvato da un team di ricercatori dell’Università di Nottingham. La svolta è stata annunciata nel 2013 in uno studio pubblicato sulla rivista accademica “Oculistica” (la pubblicazione sul sito web della rivista Ophtamology è avvenuta a fine maggio 2013).
Il Prof. Dua, professore di Oftalmologia, ha subito dichiarato: “Questa è una scoperta importante che significa che i libri di testo di oftalmologia dovranno essere  letteralmente riscritti. Dopo aver individuato questo nuovo e distinto strato profondo nel tessuto della cornea, possiamo ora sfruttare la sua presenza per rendere gli interventi chirurgici molto più sicuri e più semplici per i pazienti.”.
I ricercatori stavano conducendo una ricerca sul trapianto di occhi provenienti da donatori. Iniettando bolle d’ aria tra gli strati della cornea, hanno potuto notare, da un’osservazione al microscopio elettronico, l’esistenza di un ulteriore strato nella parte posteriore dell’occhio, precisamente il sesto strato della cornea, che è la lente protettiva trasparente, che circonda il bulbo oculare, attraverso cui entra  la luce.
La scoperta, stando alle parole dello scopritore, "potrebbe migliorare notevolmente l'esito dei trapianti corneali". Lo stesso ha precisato: "Da un punto di vista clinico, ci sono molte malattie che colpiscono la parte posteriore della cornea. E pensiamo che la loro insorgenza sia in qualche modo collegata alla presenza di danni nello strato che abbiamo scoperto". I protocolli chirurgici andrebbero quindi modificati in quanto, iniettando bolle d’aria al di sotto (anziché al di sopra) di tale piccola barriera, come era avvenuto sino ad ora, "il rischio di danni sarebbe notevolmente ridotto grazie alla resistenza di questo livello".
Già si è cominciato ad ipotizzare che l’idrope corneale, un rigonfiamento della cornea causato da un accumulo di liquidi che si verifica in pazienti con cheratocono (rara distrofia corneale progressiva non infiammatoria che causa la deformazione conica della cornea) possa essere dovuto ad uno strappo nello strato del Dua, attraverso cui l’acqua da dentro l’occhio precipita provocando ristagno. Si potranno ancora meglio comprendere altre malattie, tra cui hydrops acuti, Descematocele e distrofie di pre-Descemet.

BARRIERA EMATO - PLACENTARE

Essa ha la funzione di separare il sangue materno da quello fetale e di impedire il passaggio di talune sostanze nocive dalla madre al feto. Il sangue materno ed il sangue fetale non vengono mai a contatto diretto e affinché le sostanze passino dal sangue materno al sangue fetale devono attraversare non solo l'epitelio dei villi ma anche l'endotelio dei capillari.
La barriera è costituita da numerosi strati di cellule lungo tutti i capillari con giunzioni strette (membrana placentare) che regolano lo scambio di sostanze tra la circolazione fetale e materna. Detti strati variano con il periodo di gestazione e si sviluppano gradualmente durante l'accrescimento del feto sino a strutturarsi completamente solo però a partire dal terzo mese di gravidanza per poi cominciare ad assottigliarsi (invecchiamento della placenta) a partire dal quinto mese.
La barriera però non è così selettiva come quella emato-encefalica; è anzi molto permeabile in quanto deve pur sempre garantire il passaggio di numerose sostanze nutritive e vitamine dalla madre al feto.
Così può accadere che alcune sostanze liposolubili come l’alcool la possano attraversare senza difficoltà al pari di alcuni virus, quale quello della rosolia, a causa di processi di endocitosi. Il passaggio placentare è poi condizionato dal peso molecolare della sostanza. Così alcuni farmaci quali barbiturici, salicilati ed alcuni antibiotici non trovano grandi difficoltà di passaggio a differenza di altre sostanze come l’insulina e l’eparina. Il fumo contiene nicotina che è un vasocostrittore, quindi riduce la perfusione placentare. Durante la gravidanza pertanto è meglio non fumare.

BARRIERA EMATO - PLEURICA

La membrana pleurica è una membrana sierosa. Il che significa che si tratta di una membrana liscia costituita da uno strato sottile di cellule che secernono liquido sieroso.
Vi si riconosce uno strato esterno (pleura esterna parietale) attaccato alla parete toracica ed uno strato interno (pleura interna viscerale) attaccata al polmone e ad altri tessuti viscerali. Tra i due un fluido pleurico sieroso lubrifica le superfici pleuriche e permette che gli strati della pleura scivolino l’uno contro l'altro facilmente durante la respirazione. Durante la respirazione la cavità pleurica sperimenta una pressione negativa (rispetto all’atmosfera) di modo che i polmoni possano aderire alla parete toracica seguendone strettamente i movimenti.
Come la superficie della parete interna di tutte le cavità del corpo, la pleura è rivestita da una membrana sierosa che consiste di un singolo strato di epitelio piatto con un sottostante strato di tessuto connettivo mesenchimale che provvede, tra l’altro, al nutrimento dei tessuti.
La barriera mesoteliale pleurica ha proprietà fisico-chimiche tali che la dimensione non è un fattore determinante per il passaggio di sostanze dalla circolazione sanguigna attraverso la barriera stessa.
Diversi altri fattori possono influenzare il trasporto delle molecole alle cavità pleuriche, come la loro carica e forma.
I fattori che influenzano le caratteristiche di “setacciatura” della pleura comprendono sia la struttura della barriera mesoteliale (capillare microvascolare e monostrato mesoteliale) sia le proprietà fisico-chimiche delle molecole. Il fluido pleurico a livello parietale rappresenta un filtrato attraverso l’endotelio dei capillari della pleura e le cellule mesoteliali. E’ stato suggerito – avendo riguardo alla permeabilità dell’endotelio microvascolare - che piccoli soluti (fino alle dimensioni dell’albumina) possano diffondersi attraverso "piccoli pori" mesoteliali, rappresentati da fessure nelle giunzioni intercellulari. Al contrario, le macro-molecole potrebbero utilizzare “grandi pori” attraverso un sistema vescicolare intracellulare. Altri fattori che possono influenzare il passaggio delle molecole coinvolgono raggio molecolare, carica netta, deformabilità e forma delle molecole e loro connessione con le proteine plasmatiche come l’albumina.
Riguardo ai meccanismi fisiopatologici che portano alla aggregazione di liquido nella cavità pleurica, si ha versamento essudativo in caso di elevata permeabilità della barriera mesoteliale all’albumina e ad altre macromolecole; si ha invece trasudato in caso di alterazioni pressorie mentre la permeabilità trans-pleurica molecolare si mantiene inalterata.

BARRIERA EMATO - RETINICA

Una delle due barriere della Barriera Emato - Oculare

(v. Barriera Emato - Oculare)

BARRIERA EMATO-SINOVIALE

La barriera emato-sinoviale è l’insieme della rete vascolare della membrana sinoviale e della matrice stromale che la circonda.
La sottile membrana sinoviale che guarda all’articolazione avvolge le superfici ossee, i legamenti ed i tendini intracapsulari. Essa contiene relativamente poche cellule ed è costituita da due distinti compartimenti.
Un primo compartimento (o intima) identificato come lining sinoviale e comprendente 1-4 strati di sinoviociti con assenza di vasi sanguigni e con presenza di cellule di vario tipo: fibroblasti che producono acido ialuronico e macrofagi, responsabili della rimozione dal liquido sinoviale di sostanze indesiderabili.
Un secondo compartimento esterno (o sub-intima) che collega la parte interna della capsula fibrosa al lining.
Essa dializza il plasma, trasforma per sintesi di jaluronato da sinoviociti B il plasma in lubrificante per le articolazioni, autorizza il transito di monociti e linfociti di vario tipo tra cui i linfociti T. Risulta permeabile ad alcune sostanze nutrienti e all’ossigeno che contribuiscono a mantenere in salute la membrana e altre strutture comuni.
Questa membrana, insieme con le cellule della intima, sigilla il liquido sinoviale dal tessuto circostante.

BARRIERA EMATO - SPLENICA

La milza è un organo appartenente all’apparato circolatorio, non fondamentale per la sopravvivenza, che controlla il sangue. Essa è organizzata come un “albero” di ramificazione arteriosa in cui le piccole arteriole terminano con un sistema venoso sinusoidale. L’involucro esterno che i capillari derivanti dalle arteriole presentano nel tratto della polpa rossa della milza (guaina Schweigger - Seidel) è formato da elementi allungati disposti concentricamente rispetto al lume vasale con caratteristiche macrofagiche di alta capacità fagocitaria. La polpa rossa rimuove i materiali indesiderati e porta una densa popolazione di macrofagi specializzati, alcune cellule plasmatiche, cellule dendritiche e rari linfociti.
Oltre al tessuto connettivo ed ai capillari nella polpa rossa si trovano i seni splenici, ripieni di sangue, il cui endotelio è costituito da cellule fusiformi non connesse tra loro da giunzioni cellulari bensì separate da ampie fessure attraverso le quali può avvenire il passaggio delle cellule ematiche.
La membrana basale su cui poggia l’endotelio è fenestrata ed è costituita da una sottile rete di fibre reticolari, disposte circolarmente intorno alle cellule endoteliali, con ampie finestre poligonali disposte regolarmente. La facoltà di retrazione delle cellule reticolari avventiziali e la loro concentrazione in prossimità del seno vascolare assegna ad esse un ruolo importante nel regolare il flusso del sangue attraverso le fessure inter-endoteliali del seno venoso, chiudendo o aprendo cosi vie di circolazione ematiche.
Ne derivano quindi pori di filtrazione la cui permeabilità è assai ampia per il plasma e variamente limitata nei confronti degli elementi figurati.
Dispersa nella polpa rossa si trova la polpa bianca che consiste di tessuto linfoide rivestente i rami più piccoli della fornitura arteriosa. Nel contesto di un reticolo connettivale intorno alle arteriole centrali troviamo noduli (corpuscoli lienali di Malpighi) formati da follicoli linfoidi ricchi di linfociti B e dalla guaina linfoide peri-arteriolare ricca di linfociti T. La polpa bianca aiuta a combattere le infezioni.
Al confine tra polpa bianca e rossa si trova la zona marginale in cui è presente un seno marginale (direttamente adiacente ai follicoli) ed un seno cavernoso peri-marginale (generalmente direttamente all’esterno della zona marginale). Essa è formata da un reticolo connettivale a maglie fitte, che accoglie cellule organizzate in formazioni analoghe ai cordoni della polpa rossa. In essa sono presenti macrofagi e linfociti (che per il loro citoplasma più ampio danno al microscopio una colorazione più chiara alla zona marginale). I linfociti presenti sono in prevalenza linfociti B della memoria ai quali macrofagi e cellule dendritiche presentano l'antigene. I macrofagi sono prevalenti nei cordoni della polpa rossa e nella zona marginale, oltre che intorno ai capillari con guscio.
La barriera è situata nella zona marginale della milza, che si trova alla periferia della polpa bianca. La sua superficie esterna si fonde con la struttura della polpa rossa.
Quando si parla di barriera emato - splenica si deve fare riferimento a delle “cellule – barriera” (cellule attivate fibroblastiche), contrattili, distribuite come barriere diverse nella polpa splenica. Dette cellule hanno una efficace interazione con i macrofagi, cellule reticolari, altri stromali e cellule del sangue e possono intrappolare sulla loro superficie ed eliminare organismi infettivi circolanti nel sangue. La barriera può avere effetti importanti sulle funzioni della milza, come fagocitosi (riconoscimento e distruzione di microrganismi intravasali ed eritrociti anziani o anomali), reattività immunologica ed ematopoiesi. In particolare, le cellule fagocitarie si trovano principalmente nella zona marginale e portano molti villi e sporgenze pseudo-podocitiche sulla superficie cellulare e molti organelli nel citoplasma.
La capacità centrale della milza, cioè clearance del sangue, è normalmente modesta ma in presenza di malattie infettive o di globuli imperfetti  (stress-splenici) le capacità di clearance della milza si espandono e le cellule della barriera, normalmente scarse, aumentano notevolmente e rapidamente di numero.
Rispetto alle altre barriere biologiche nel corpo umano, come la barriera ematoencefalica e la barriera sangue-timo, la struttura della barriera emato – splenica è relativamente flessibile senza la giunzione a tenuta tra le cellule; essa, tuttavia ha più componenti e capacità di fermare e fagocitare materiali più xenobiotici di altre sostanze.

BARRIERA EMATO - TESTICOLARE

Struttura localizzata tra il lume del capillare interstiziale ed il lume del tubulo seminifero. Essa è costituita anatomicamente dalle cellule del Sertoli (nei tubuli seminiferi del testicolo) oltre che da endotelio capillare, lamina basale capillare, endotelio linfatico, cellule mioidi e lamina basale del tubulo seminifero.
Speciali complessi giunzionali serrati occludenti (tight junctions) hanno la funzione di isolare il lume dei tubuli seminiferi dal fluido interstiziale che li circonda isolandoli dal sangue ed impedendo il passaggio delle grosse molecole idrofile (tra cui gli anticorpi) tra il compartimento basale ed il lume dei tubuli seminiferi, condizione necessaria per una normale funzione spermatogenetica e quindi per il normale funzionamento dell'apparato genitale maschile.
In questo modo le cellule del Sertoli (che svolgono anche funzione fagocitaria nei confronti dei residui citoplasmatici del differenziamento degli spermatozoi) supportano la funzione delle cellule germinali e stimolano la spermiogenesi sia fornendo nutrienti quali lipidi, glicogeno e lattato sia mantenendo un certo numero di cellule staminali (spermatogoni) che permettano il differenziamento dei gameti in cellule mature sino al rilascio degli spermatozoi.
Fenomeni infiammatori locali del testicolo, torsioni e traumi testicolari, orchiti e vasectomia possono causare una interruzione della barriera a seguito della quale gli spermatozoi (che hanno un corredo di 23 cromosomi) vengono a contatto con le cellule del sistema immunitario (che hanno un corredo di 46 cromosomi) venendo da queste identificati come estranei (non self) e causando sterilità auto-immune a seguito della formazione di anticorpi specifici.
Il legame degli anticorpi con gli spermatozoi generalmente si instaura nell’epididimo o nelle vie spermatiche superiori e tali anticorpi solitamente si localizzano a livello della testa dello spermatozoo o del flagello.
Il momento di passaggio dalla fase mitotica (spermatogoni e spermatociti) a quella meiotica (spermatociti secondari e spermatidi) è l’unico in cui la barriera permette un flusso verso il tubulo seminifero.

BARRIERA EMATO - TIMICA

Il timo è un organo linfoide primario in quanto in esso ha luogo la proliferazione e maturazione dei linfociti T.
La barriera emato - timica impedisce che i linfociti T vengano esposti ad antigeni circolanti esterni che sono invece presenti negli altri organi linfoidi periferici quali la milza ed i linfonodi.
Detta barriera è presente soprattutto nella regione corticale dei lobuli timici e risulta costituita da una guaina composta da strati di cellule epiteliali reticolari e da periciti interposta tra le pareti vasali ed i linfociti prodotti dal timo.
La funzione del timo è difatti essenzialmente immunologica: esso produce quasi i 2/3 dei linfociti per la difesa immunitaria dell’organismo ed inoltre un fattore umorale in grado di influenzare l’attività dei linfociti in modo da indurre le cellule indifferenziate a differenziarsi in linfociti immunocompetenti in grado di riconoscere tutto ciò che è estraneo (“non self”).
Tutti i linfociti T che non sono in grado di svolgere questa funzione vanno incontro a morte cellulare programmata (apoptosi).

BARRIERA EMATO - URINARIA

A seguito dell’ossidazione delle sostanze nutritive, il corpo umano si trova a dover affrontare l'eliminazione dei prodotti di scarto del metabolismo per impedire il loro accumulo nell’organismo ed un potenziale avvelenamento. I reni sono essenziali per tali esigenze. Essi filtrano continuamente il sangue assorbendone le componenti vitali ed eliminando gli scarti nell’urina che raggiunge la vescica dopo avere attraversato varie strutture renali. Le sostanze utili nel filtrato renale (quali glucosio, vitamine, aminoacidi, acqua e ioni) provenienti dal glomerulo per via dell’arteriola efferente vengono riassorbiti nel flusso sanguigno attraverso capillari peritubulari avvolgenti il tubulo renale.
L'unità funzionale del rene è il nefrone. Esso contiene una capsula glomerulare (capsula di Bowman), una struttura a forma di tazza che circonda il glomerulo (gruppo di capillari). Insieme, la capsula glomerulare ed il glomerulo costituiscono una unità chiamata corpuscolo renale (o corpuscolo renale del Malpighi).
Per la funzione di filtrazione del plasma sanguigno è deputata una barriera emato - urinaria semi-permeabile : (è possibile il passaggio di plasma (la parte liquida del sangue), glucosio, aminoacidi, potassio, sodio, cloruro ed urea (scorie azotate) ma non di grosse molecole proteiche, delle cellule del sangue e/o di proteine del plasma caricate negativamente come l'albumina). Il filtrato glomerulare è quindi essenzialmente plasma privo di proteine.
La barriera è formata da :
1)  Endotelio altamente fenestrato discontinuo dei capillari glomerulari: esso è tappezzato da cariche negative fisse che ostacolano il passaggio delle proteine plasmatiche caricate negativamente (cariche uguali si respingono reciprocamente). Su di esso si può rilevare la presenza di diverse anse capillari e di podociti (così detti in quanto con una linea di processi di “piede” formano una rete fitta intorno al capillare glomerulare).
Lo strato endoteliale è responsabile delle proprietà di permeazione selettiva della barriera di modo che esso sembra esserne una componente importante limitando il passaggio di macromolecole nonostante la presenza di numerose fenestrazioni.
Per entrare nello spazio urinario, il filtrato del sangue deve quindi oltrepassare prima l'endotelio poi la lamina basale glomerulare costituita dalla fusione delle cellule endoteliali e dei podociti e quindi le fessure di filtrazione dei podociti.
Fra l’endotelio e la membrana basale possiamo trovare le cellule mesangiali. Esse sono più numerose in prossimità del polo vascolare del corpuscolo renale, dove sono in rapporto di contiguità con altre cellule simili, poste al di fuori del corpuscolo. Il loro contributo nella filtrazione è piccolo ma la loro contrattilità può determinare una riduzione dell'afflusso di sangue all'interno del glomerulo, con conseguente riduzione della filtrazione renale e quindi dell'escrezione di acqua, sodio ed altre sostanze.
Esse sono anche dotate di attività fagocitaria nei confronti di proteine, immunocomplessi e particelle colloidali provenienti dal circolo ematico.
2)  Lamina basale della barriera di filtrazione: è composta dallo strato della lamina esterna rara (adiacente ai processi dei podociti), dallo strato della lamina interna rara (sul lato capillare, adiacente alle cellule endoteliali) e da quello della lamina densa (una zona più scura centrale della lamina basale, fusa tra gli altri due strati).
La membrana basale glomerulare è la parte della parete dei capillari glomerulari maggiormente responsabile del processo di filtrazione. Attraverso di essa il sangue circolante nel capillare, dopo aver superato la prima barriera rappresentata dall'endotelio glomerulare, viene filtrato in base alle dimensioni ed alla carica elettrica delle molecole che lo costituiscono.
La filtrazione del sangue avviene nel corpuscolo renale tra la capsula di Bowman ed il glomerulo. Strette fessure di filtrazione permettono al sangue di entrare nello spazio di Bowman.
Fuori della capsula, ci sono due "poli":
Il polo vascolare (il lato con l'arteriola afferente ed efferente) ed il polo urinario (il lato con il tubulo convoluto prossimale).
All'interno della capsula - dall'esterno verso l'interno – si incontrano:
- uno strato parietale (non coinvolto nella filtrazione) costituito da epitelio pavimentoso semplice;
- lo spazio di Bowman (o spazio capsulare") in cui il filtrato entra dopo il passaggio attraverso le fessure di filtrazione.
3) Strato discontinuo viscerale: esso si trova appena al di sopra della membrana basale glomerulare ed è composto di podociti, caratteristiche cellule epiteliali costituite da un corpo centrale da cui si dipartono prolungamenti che formano una guaina perivascolare adesa alla membrana basale.
La filtrazione glomerulare è regolata dalla pressione sanguigna esercitata contro il muro dei capillari sino allo spazio di Bowman; la pressione osmotica glomerulare che ritarda il movimento dei fluidi al di fuori del lume capillare; la pressione idrostatica dello spazio di Bowman esercitata dai fluidi contro le pareti esterne dei capillari dello spazio di Bowman (anch’essa ritarda il movimento dei fluidi dal lume dei capillari); la pressione osmotica dello spazio di Bowman che favorisce un aumento della filtrazione.
Processi infiammatori (glomerulonefriti) dei capillari glomerulari possono causare una insufficienza della barriera sangue-urine e l'allargamento dei pori. Macromolecole possono quindi - indipendentemente dal loro peso molecolare e dalla loro carica - passare attraverso la membrana causando ematuria ed albuminuria (sindrome nefrosica, sindrome nefritica).

 

BARRIERA ORECCHIO MEDIO

Il timpano (o membrana timpanica) oltre ad avere importanza nel sentire per l’amplificazione che fornisce ai suoni è anche un’importante barriera tra l'ambiente e l'orecchio medio. Esso fa sì che le onde sonore vengano trasmesse al cervello ed impedisce che particelle esterne irritanti entrino nell'orecchio medio. Dà luogo ad una risposta infiammatoria con gonfiore, prurito e sensazione di bruciore nell'orecchio allorquando un batterio o un virus pervadono il timpano.
La membrana timpanica è una struttura a tre strati. Il suo strato esterno è uno strato molto sottile di pelle. Il suo strato interno è uno strato sottile di mucosa. Lo strato intermedio o fibroso è ciò che fornisce la maggior parte della forza e rigidità al timpano. Nella sua capacità protettiva impedisce che un’alta pressione esercitata dall’aria o dall’acqua abbia un effetto diretto sulle delicate membrane che coprono le finestre ovali e rotonde della coclea. Se tali finestre andassero lese per una eccessiva pressione vi sarebbero vertigini e sordità temporanea o permanente. Il timpano è anche una barriera efficace contro la contaminazione dell'orecchio medio e mastoide da materiale non sterile (ad es. l’acqua contaminata).
La mucosa che tappezza il cavo del timpano risulta formata da epitelio pavimentoso semplice e da un sottile strato di tonaca propria infiltrata da linfociti e connessa al sottostante periostio. Detta mucosa ha una sua naturale continuazione nella tuba uditiva e nelle cavità pneumatiche della mastoide.
I traumi sono la causa più comune di perforazione del timpano che nella maggior parte dei casi guarisce spontaneamente anche se poi diventa più suscettibile a nuove perforazioni essendo compromesso il suo strato fibroso centrale. In caso di gravi infezioni può verificarsi la perforazione della membrana timpanica col pericolo che materiale infetto si scarichi nel condotto uditivo.
Attualmente si ricorre ad operazioni microchirurgiche di timpano-plastica per ricostruire la membrana timpanica utilizzando i tessuti di un paziente. Il laser viene utilizzato per rimuovere delicatamente cicatrici nell'orecchio medio.

BARRIERA VESCICALE

La vescica urinaria è un organo cavo muscolare che oltre a rappresentare il serbatoio dell’urina e l’organo di svuotamento (minzione) ha la funzione di barriera protettiva contro il riassorbimento dell’urina.
L’urina vi giunge dagli ureteri che la trasportano dalle cavità renali (nel maschio si ha l’uretra prostatica e nella femmina l’uretra). Una barriera che cerca di opporsi come una diga alla spinta crescente dell'urina che si va accumulando in vescica è rappresentata dall'uretra, il canale che si estende dalla base della vescica all'esterno.
Un anello muscolare, lo sfintere, avvolge l'uretra. Contraendosi, lo sfintere comprime il canale, lo chiude ed impedisce la fuoriuscita indesiderata d'urina.
Quando la vescica non ce la fa più ad incamerare altro liquido, vengono stimolati alcuni recettori nervosi collocati nello spessore della parete della vescica. Così attraverso le vie afferenti, il messaggio giunge al cervello, interpretato come desiderio e stimolo ad urinare.
I meccanismi anti-reflusso e le valvole uretero-vescicali impediscono al flusso urinario di andare “contro corrente” evitando che il contenuto infetto salga dalla vescica al rene.
La parete vescicale ha cellule epiteliali e neutrofili con la. capacità di fagocitare (mangiare) i batteri. Le cellule dell'epitelio vescicale hanno un ciclo vitale molto breve; quindi si staccano dall'urotelio insieme ai batteri che hanno inglobato ed insieme a questi vengono espulsi col flusso urinario.
La mucosa vescicale (o urotelio) è un tipo di tessuto che costituisce il rivestimento più interno della parete vescicale, destinato ad andare a diretto contatto con le urine. Detto strato interno è di norma rivestito da una sorta di vernice (la Barriera Apicale o Coating Uroteliale) in cui amino-zuccheri (c.d. GAGs  glicosaminoglicani) impediscono che agenti patogeni aderiscano alla parete. Ricordiamo qui un mucopolisaccaride (la mucina) costituito dai detti glicosaminoglicani i quali, legandosi alle molecole d’acqua, hanno funzione di barriera idrofila tra l’urotelio ed il lume vescicale, ricoprendo i siti recettoriali per i batteri.
Stessa funzione ha la proteina renale di Tamm-Horsfall che riesce anche ad intrappolare i batteri destinati poi ad essere eliminati con le urine; contro i batteri si riscontra sulla parete vescicale anche la presenza di anticorpi (immunoglobuline) direttamente prodotti dalle plasmacellule presenti nella lamina propria dell’urotelio; queste immunoglobuline sono dotate di una componente secretoria che ne condiziona il trasporto transepiteliale e funge da recettore legandosi alla superficie batterica, inibendo così la capacità dei microorganismi di aderire alle cellule epiteliali. Anche la capacità della mucosa vaginale di produrre anticorpi (IgA) verso i colibacilli sarebbe un altro fattore di capitale importanza nella difesa contro le infezioni delle vie urinarie. L'alterazione o la soppressione di uno o più di questi fattori fa aumentare il rischio di infezioni ricorrenti.
L'epitelio di transizione è distendibile e impermeabile ed è composto dallo strato cellulare di base (cellule cubiche ed a forma di clava) e quello superiore (cellule ad ombrello).
La capacità delle cellule ad ombrello di mantenere le proprie giunzioni occludenti e la spessa membrana cellulare dello strato superficiale permette all’epitelio di essere impermeabile all’urina, potenzialmente tossica per l'organismo.
Ancora, si nota la lamina propria, sottomucosa, contenente un sottile strato di cellule muscolari lisce, la muscolaris mucosae, e tessuto connettivale con fibre collagene e di elastina.
Per loro conto, le urine risultano avere sostanze batteriostatiche in grado con una certa efficacia di contrastare la crescita dei batteri patogeni (in particolare contro l’E. Coli); acidi organici (attivi con un basso ph), urea, ammonio ed anticorpi.
I fattori idrodinamici
Il più importante fattore idrodinamico contro l’instaurarsi di infezioni del tratto urinario è rappresentato dallo svuotamento completo e costante della vescica. La sua importanza è dimostrata da come si possa verificare un’infezione in caso di stasi urinaria o di intervallo inter-minzionale troppo lungo (vescica pigra).
In particolare la minzione resta la più efficace difesa contro l’infezione vescicale, allontanando meccanicamente e più volte al giorno i batteri. In tale caso la carica batterica viene abbattuta ed il processo di moltiplicazione dovrà ricominciare evitando così la possibilità di un processo infiammatorio.

BARRIERA TERMOREGOLATRICE/SUDORIPARA

Tutti i meccanismi fisiologici e chimici umani si basano sull’omeotermia, vale a dire sul mantenimento di una temperatura corporea costante (che nell’uomo è di 37°C.). Questo vale, ad esempio, per gli enzimi, la cui efficacia si rivela strettamente dipendente dalla temperatura per la catalisi delle reazioni chimiche; per l’attività encefalica, che può altrimenti generare confusione, delirio o ridotta capacità mentale; per l’ossiemoglobina, che libera ossigeno più facilmente a 37°C. che a temperatura ambiente.
I meccanismi di termoregolazione permettono all’uomo di difendersi da repentini sbalzi di temperatura sia interni che esterni. Tali meccanismi di termoregolazione risultano sempre in funzione e allorché si renda necessaria una diminuzione della temperatura corporea i centri nervosi deputati alla termoregolazione, che si trovano nell'ipotalamo inferiore, nel midollo allungato e nelle colonne neuronali medio-laterali del midollo, fanno sì, tra l’altro, che vi sia un aumento della sudorazione. Ciò può verificarsi, ad esempio, quando vi sia un innalzamento della temperatura ambientale esterna oppure quando si stia svolgendo un’attività fisica.
Anche la febbre può essere considerata una risposta dell’organismo all’invasione di agenti estranei.
Negli esseri umani la febbre in genere è dovuta all'alterazione del sistema di termoregolazione presente nell'ipotalamo. La febbre va considerata come parte dei meccanismi di difesa dell'organismo, in quanto a temperature più elevate della norma viene ostacolata la replicazione dei microorganismi infettanti (specialmente virus). Non è quindi buona norma ricorrere ai farmaci antipiretici in caso di febbre non elevata (minore di 39 °C).
Tali farmaci infatti agiscono sul centro termoregolatore, quindi sul sintomo, non sulla causa della febbre.
Un esempio di febbre non dovuta invece a modificazioni del sistema termoregolatore è il colpo di calore: l'elevazione della temperatura corporea è dovuta ad uno squilibrio tra calore assorbito e calore che è possibile disperdere. Il soggetto è incapace di disperdere il calore nell'ambiente circostante perché questo è eccessivamente caldo/umido.
Nei casi di diminuzione della temperatura nell’ipotalamo posteriore e laterale si attiva un centro termogenetico i cui neuroni reagiscono attivando meccanismi conservativi del calore interno (come la vasocostrizione cutanea ed i riflessi di orripilazione e di raggomitolamento) oppure meccanismi di produzione di calore (quali la secrezione di adrenalina e di ormone tireotropo e l’aumento dell’appetito). La principale fonte di produzione di calore sono i muscoli scheletrici : i brividi contro il freddo determinano contrazioni delle fibre muscolare che generano calore. Un altro organo che produce molto calore è il fegato per la sua attività di innumerevoli processi esotermici. Infatti la temperatura del sangue refluo dal fegato è superiore di 1°C. alla temperatura del resto del corpo.
Quando invece la temperatura corporea diventa troppo elevata, nell’ipotalamo anteriore (l'area più influente sulla termoregolazione) si attiva un centro termolitico i cui neuroni (sensibili ad aumenti di temperatura di 1°- 2° C.) attivano meccanismi di variazione termica consistenti nella vasodilatazione cutanea, la ventilazione polmonare e la sudorazione che favoriscono la dispersione del calore; questi stimoli diminuiscono insieme l’appetito, l’attività motoria e la secrezione ipofisaria di ormone tireotropo con conseguente rallentamento del metabolismo e quindi della produzione di calore. Le perdite di calore avvengono in gran parte (70% circa) per radiazione e conduzione e convezione; in via secondaria, attraverso il sudore (25%), la respirazione e gli emuntori intestinale ed urinario.
Alcuni segnali che partono dal cervello raggiungono le ghiandole sudoripare affinché venga rilasciata acqua sotto forma di sudore. Nelle ghiandole sudoripare, in particolare, esistono numerose terminazioni adrenergiche a livello dello strato di cellule mioepiteliali dei glomeruli; tramite questi elementi, l'impulso nervoso può determinare una rapida emissione del secreto. Le cellule secernenti sono invece raggiunte da fibre colinergiche. L’acqua va a bagnare la pelle e con l’evaporazione dell’acqua (che costituisce la massima parte del secreto) il calore corporeo si disperde inducendo un notevole raffreddamento della superficie corporea. Se la cute si raffredda anche il sangue deviato dagli strati profondi verso la superficie corporea (vasodilatazione cutanea) viene conseguentemente raffreddato.
La sudorazione può essere palese e sensibile (apprezzabile, evidente e fastidiosa) oppure continua (perspiratio insensibilis, non apprezzabile e non evidente). Quest’ultima, probabilmente, non è legata ad una vera e propria attività ghiandolare bensì ad un flusso di liquido dal profondo verso la superficie cutanea attraverso gli spazi intercellulari. La sua funzione non è di termoregolazione ma solo di idratazione e facilita la presa favorendo l'interreazione meccanica con gli oggetti.
Oltre a contribuire insieme al sebo alla formazione di una barriera esterna che contrasti l’accesso ad agenti estranei, il sudore svolge un’importante funzione emolliente contribuendo alla formazione del mantello idro-acido-lipidico superficiale che conferisce alla pelle la caratteristica untuosità e morbidezza. Esso umidifica lo strato corneo dell’epidermide e, come la secrezione sebacea, ne previene l’essiccamento; svolge poi un’importante funzione depurativa eliminando le sostanze nocive di cui è carico. Esso contiene, poi, la dermicidina, un naturale antibiotico che protegge la cute distruggendo i batteri sulla pelle.
La superficie cutanea, in condizioni normali, ha un PH lievemente acido (intorno a 5,5) valore questo che garantisce il potere tampone (ossia il potere di contrapporsi a variazioni del grado di acidità della sua superficie dette alterazioni del PH cutaneo) grazie alla presenza di acido lattico del sudore e agli acidi grassi del sebo.
Il sudore viene prodotto da organi noti come ghiandole sudoripare (apocrine ed eccrine). Queste sono distribuite in tutto il corpo. Le ghiandole sudoripare eccrine sono le più diffuse e sono quelle che di fatto partecipano al processo di termoregolazione ed al processo di omeostasi idrica e salina attraverso l’evaporazione del sudore che, sottraendo calore al corpo, ne determina il raffreddamento. Le ghiandole sudoripare apocrine sono invece localizzate nelle zone ascellare e ano-genitale. Le differenze sostanziali tra le due ghiandole sono che le ghiandole eccrine sono più piccole ed il sudore che producono è libero da acidi grassi e proteine.
Il sudore risulta costituito per la massima parte di acqua, ioni (Na+, K+, Cl-), urea. Ancora, in misura minore, vi sono l'ammonio ed il glucosio più acidi catabuleti che sono le sostanze di rifiuto e, durante gli sforzi, acido lattico.

BARRIERA CUTANEA

La cute rappresenta una difesa aspecifica del sistema immunitario umano.
La pelle, con la sua struttura a strati e gli annessi ghiandolari cutanei rappresenta una barriera molto efficace tra l’organismo e l’ambiente in quanto riesce a prevenire l’invasione da parte di agenti patogeni e a difendere l’organismo da attacchi di origine chimica e fisica. Essa inoltre contiene le cellule di Langerhans, con la funzione di presentare l'antigene, che fanno parte del sistema immunitario acquisito.
La cute è strutturata in tre strati :
- Ipoderma (strato più intimo);
- Derma (strato intermedio);
- Epidermide (strato esterno).
Le cellule dell’epidermide poggiano sulla lamina basale. In esse, oltre alla presenza di una lamina basale, si riscontra:
- presenza di sistemi di connessione tra le cellule;
- presenza di sistemi di comunicazione tra le cellule.
Le cellule dell’epidermide si sovrappongono reciprocamente in “tight”, “gap” ed “adherens” junctions, desmosomi ed elementi del citoscheletro aggiuntivi: tutti questi elementi vanno a costituire la barriera cutanea che ha anche la proprietà di trattenere l’acqua della pelle.
In profondità, a livello della membrana basale, nascono le cellule dei cheratinociti che migrano verso la superficie trasformandosi e componendo gli strati dell'epidermide:
-Strato basale germinativo basale (che poggia direttamente sulla lamina basale; è formato da un unico strato di cellule saldamente unite alla lamina a mezzo delle proteine laminina ed integrina);
-Strato spinoso (formato da 2-3 strati di cellule);
-Strato granuloso;
-Strato lucido (presente solo in alcune zone come i palmi delle mani);
-Strato corneo (lo strato superiore delle cellule della pelle, dove è principalmente localizzata la barriera fisica; esso consiste di cellule ricche di proteine (corneociti) e domini inter-cellulari ricchi di lipidi.
Il “cemento” che unisce le cellule dell’epidermide è strutturato in un involucro di polimeri di proteine e lipidi.
Il derma si trova tra l'epidermide e l'ipoderma, contiene vasi sanguigni e linfatici necessari per il nutrimento delle cellule dell'epidermide e per allontanare dall'epidermide le sostanze di rifiuto. Essendo ricco di fibre elastiche e di fibre collagene è responsabile dell'elevata elasticità e resistenza della pelle.
L'ipoderma è costituito da cellule adipose (adipociti) ed il tessuto connettivo di sostegno tra le cellule adipose.
La presenza di molteplici strati di cheratina risulta essere un fattore bloccante la diffusione delle molecole provenienti dall'ambiente esterno. La complessa struttura degli strati, composti da molecole sia idrofile che lipofile, assolve alla funzione di barriera. Di conseguenza gli strati inferiori dell'epidermide risultano semipermeabili. Ogni alterazione della barriera cutanea permette l’entrata di allergeni ambientali e lo sviluppo di reazioni immunologiche ed infiammatorie.
Per alcune sostanze la membrana diadermica appare come un ostacolo alla loro diffusione, ma è generalmente accettato che dal momento che una sostanza riesce a passare lo strato corneo, la sua ulteriore diffusione fino ad arrivare il circolo è quasi assicurata. Nell'uomo si è visto che anche i bulbi piliferi e i pori delle ghiandole sebacee offrono delle porte d'entrata per la penetrazione di diverse sostanze.
Le funzioni cutanee della barriera cutanea si possono così riassumere in:
1)  Protezione meccanico-fisica
2)  Funzione di assorbimento
3)  Funzione di idratazione
4)  Funzione secretoria ed escretoria
5)  Funzione termoregolatrice e contro agenti fisici
6)  Protezione chimica
7)  Protezione immunitaria ed antimicrobica
8)  Funzione di regolazione pressoria
9)  Funzioni sensoriali
BARRIERA MECCANICO-FISICA
Qualsiasi possibile insulto meccanico o traumatico ovvero pressione od attrito provenienti dall’esterno trovano un contrasto efficace nella struttura cutanea che vi si oppone grazie alla robustezza e resistenza del derma e delle fibre collagene nonché all’elasticità e compressibilità del cuscinetto adiposo sottocutaneo e delle fibre elastiche.
A tali sollecitazioni continue la cute può anche rispondere con l’ispessimento dello strato corneo attraverso il processo della cheratinizzazione ovvero con l'accumulo della proteina della cheratina a livello citoplasmatico nello strato più superficiale dell'epidermide; il che svolge una funzione di protezione anche per gli strati sottostanti.
FUNZIONE DI ASSORBIMENTO
La cute assolve ad una funzione di barriera contro il passaggio di sostanze che si potrebbero rivelare potenzialmente dannose per l’organismo ma anche di sostanze idrosolubili e di acqua che passano sulla pelle solo col sudore, mantenendo così l'omeostasi idrosalina dell'organismo.
Essa si rivela però una barriera semi-permeabile in quanto assicura il passaggio soprattutto di sali minerali attraverso gli spazi intercellulari, perighiandolari, i follicoli piliferi.
E' generalmente accettato che sono tre le vie, tramite le quali, molecole esterne possono penetrare nell'organismo:
1. Tramite i pori delle ghiandole sudoripare
2. Tramite lo strato corneo dell'epidermide
3. Tramite l'unità pilo-sebacea
Ancora, tramite la via cutanea è possibile veicolare sostanze grasse sia in campo medico che cosmetologico.
La vera barriera è rappresentata dallo strato corneo ed in particolare dalle membrane dei corneociti su cui si stratificano i lipidi di superficie. In caso di vasocostrizione a seguito del freddo l’assorbimento di tali sostanze diminuisce; così esso può essere contrastato dallo spessore dello strato corneo e dalla secchezza cutanea o dal rallentamento del turn-over cellulare.
FUNZIONE DI IDRATAZIONE E DI RISERVA ENERGETICA
Lo strato corneo funge da barriera prevenendo la disidratazione e lo squilibrio elettrolitico grazie alla bassa o nulla permeabilità ad acqua e ioni; gli strati inferiori e medi dell’epidermide concorrono all’idratazione della pelle, grazie alla sintesi di sostanze che trattengono acqua e non la fanno perdere (grassi ed eleidina). I grassi presenti nel pannicolo sottocutaneo costituiscono poi una fondamentale riserva di energia per l’organismo. A concorrere a non far perdere acqua dalla pelle è il film lipidico di superficie che rafforza la proprietà di barriera dell'epidermide; è noto come le funzioni di barriera siano indebolite quando c'è disidratazione, per esempio provocata dall'azione di un solvente, tipo acetone o alcol che rimuove momentaneamente i lipidi del corneo; anche i lipidi intercellulari si oppongono alla disidratazione (perdita di acqua) della pelle, specie le ceramici. Il derma risulta avere una funzione idratante grazie alla presenza di acido ialuronico ed una funzione di riserva di sali minerali. A livello del derma l'idratazione della pelle è poco soggetta agli influssi esterni; a livello dell'epidermide, è in continua modificazione secondo le esigenze funzionali; infine, a livello dello strato corneo può variare a seconda di diversi fattori fra cui l'umidità relativa ambientale e la temperatura ambientale.
FUNZIONE SECRETORIA ED ESCRETORIA
Tutte le strutture cutanee possono partecipare a questa funzione ma è alle ghiandole sebacee e sudoripare che spetta la parte predominante di detta funzione, consistente nella produzione del sebo e del sudore. (v. BARRIERA TERMOREGOLATRICE/SUDORIPARA E BARRIERA SEBACEA).
Da rilevare come la stessa cheratina che si dispone alla superficie della pelle possa essere considerata un secreto, così anche la melanina e come con le secrezioni cutanee vengano emesse nell'ambiente circostante alcune sostanze, dette fero-ormoni, a cui si attribuirebbe una capacità di attrazione e attivazione sensuale.
FUNZIONE TERMOREGOLATRICE E CONTRO AGENTI FISICI
La funzione termoregolatrice è la proprietà dell'organismo e della cute a mantenere costante e regolare la temperatura corporea grazie all'intervento di reazioni vasomotorie e del meccanismo della sudorazione. Gli scambi termici attraverso la cute possono esplicarsi, oltre che tramite la sudorazione per evaporazione in una percentuale del 25% (v. BARRIERA TERMOREGOLATRICE/SUDORIPARA), anche per:
irradiazione: la cute irradia calore sotto forma di raggi infrarossi;
convezione: la dispersione di calore avviene per lo spostamento continuo di aria a contatto della cute, che in tal modo viene raffreddata, anche grazie ad un aumento dell'evaporazione del sudore (lo strato sottocutaneo può fungere da barriera termica, opponendosi alla dispersione del calore);
conduzione: vi è' contatto diretto tra corpo e cute.
Gli strati inferiori e medi dell’epidermide si difendono poi dalle aggressioni ambientali provenienti in particolare dai raggi ultravioletti del sole attraverso la produzione di melanina che conferisce alla pelle un colorito bruno, noto come fenomeno dell'abbronzatura. A tal fine concorrono pure l'integrità del corneo che disperde e riflette le radiazioni e la presenza nell'epidermide di una particolare sostanza di origine aminoacida detta acido urocanico che assorbe gli U.V. .
Infine, al passaggio della corrente elettrica la cute, che è un cattivo conduttore, reagisce trasformando l'elettricità in calore a causa della sua resistenza; si spiegano così le ustioni da scossa elettrica (elettrocuzione).
PROTEZIONE CHIMICA
Lo strato corneo (cheratina) e lo strato idro-lipidico contribuiscono ad una funzione di “tampone” che va a difendere la cute da contatti che le possono risultare dannosi con soluzioni saline acide ed alcaline, che possono provocare alterazioni del PH naturale della pelle. In condizioni normali la superficie cutanea ha un Ph lievemente acido (intorno a 5,5), valore questo che garantisce il potere tampone grazie alla presenza di acido lattico del sudore e agli acidi grassi del sebo.
PROTEZIONE IMMUNITARIA ED ANTIMICROBICA
Oltre che dallo strato idro-lipidico e dalla barriera cutanea esterna, essa è svolta dalle cellule del sistema immunitario della pelle rappresentate a livello superficiale dalle cellule di Langerhans e a livello profondo dai macrofagi, istiociti e cellule di origine ematica.
Grande importanza ha pure il microbiota cutaneo (flora batterica cutanea) che contrasta la proliferazione di microbi “antagonisti” contribuendo all'equilibrio fisiologico della cute (v. BARRIERA MICROBIOTICA).
Gli strati inferiori e medi dell’epidermide rinnovano poi di continuo la pelle, sostituendo le vecchie cellule superficiali con altre giovani e vitali e concorrono alla cicatrizzazione delle ferite.
FUNZIONI DI REGOLAZIONE PRESSORIA
Il sistema nervoso autonomo regola l'afflusso ematico alle numerosissime arteriole cutanee tanto da divenire un regolatore della pressione degli organi interni (tra cui cervello e cuore).
FUNZIONI SENSORIALI
La pelle è uno degli organi di senso attraverso cui si riconoscono le sensazioni tattili di contatto, di pressione, di solletico, dolorifiche per il dolore ed in casi particolari per il prurito. Nella cute sono presenti numerose terminazioni nervose che rilevano le variazioni termiche (termocettori), le pressioni (pressocettori), vibrazioni e sensazioni dolorose (algocettori), media il senso del tatto.
La disciplina che studia la prevenzione ed il trattamento delle lesioni cutanee croniche si chiama vulnologia. La branca della medicina che studia la pelle si chiama dermatologia.

BARRIERA SEBACEA

Sostanze grasse, i lipidi, sono secrete dalle cellule nel corso del loro viaggio dallo strato base della pelle verso l’alto. Il film idrolipidico cutaneo si distribuisce sopra lo strato corneo ed è un'emulsione costituita da lipidi ed acqua.
I lipidi prodotti dalle ghiandole sebacee poste nel derma (sostanze grasse ed untuose composte principalmente di trigliceridi, acidi grassi liberi, cere ed esteri stereolici, colesterolo e squalene) e che defluiscono sulla superficie della pelle attraverso i pori dei follicoli pilo-sebacei, vanno a costituire il sebo che insieme al sudore e all'acqua trans-epidermica va a costituire un velo protettivo che ricopre tutto il corpo.
Il film idrolipidico assicura allo strato corneo il mantenimento del pH e dell'idratazione superficiale. Sulla superficie della pelle, il sebo va a formare con il sudore un film che aiuta a proteggere dalla disidratazione evitando che un’eccessiva evaporazione di acqua possa far seccare e crepare la pelle.
Grazie alla sua particolare composizione chimica, leggermente acida, mantiene costante il pH cutaneo e neutralizza le sostanze alcaline prevenendo la colonizzazione da parte di microrganismi patogeni. Il sebo partecipa poi attivamente alla funzione barriera della pelle rendendola meno vulnerabile anche all'attacco dei fattori ambientali (come il sole, il vento e fattori chimici esterni).
Il sebo esercita un'azione protettiva sulla cute contribuendo a mantenerla morbida ed accrescendone l'impermeabilità e va a lubrificare naturalmente sia il capello che il pelo. Alla secrezione sebacea e quindi, indirettamente, alla protezione di peli e capelli pare possano contribuire i fasci fibrosi dei muscoli pilo-erettori con la loro azione di tipo compressivo.
Le ghiandole sebacee non hanno tuttavia una distribuzione omogenea ma risultano più numerose in corrispondenza del cuoio capelluto, del viso e della parte mediana del torace mentre sono del tutto assenti sul palmo delle mani e sulla pianta dei piedi. Esse sono generalmente associate ad un follicolo pilifero; tuttavia in certe zone si aprono direttamente alla superficie cutanea, proprio come succede per le ghiandole sudoripare. In questi casi isolati (ad es. nel labbro superiore e nelle ali del naso) le ghiandole sebacee assumono dimensioni superiori alla norma.
L'attività delle ghiandole sebacee è influenzata da numerosi fattori. Durante la gravidanza, ad esempio, il feto produce sebo in grandi quantità, necessario per formare la cosiddetta vernice caseosa, uno strato lipidico fondamentale per evitare che il liquido amniotico possa macerare la superficie cutanea del nascituro. Dopo il parto, la produzione di sebo decresce in modo rapido rimanendo latente fino alla pubertà.

BARRIERA CONGIUNTIVO-LACRIMALE

A livello oculare, così come nel resto dell’organismo, troviamo una componente aspecifica ed una componente specifica del sistema immunitario. Esse, a livello di questa particolare superficie corporea, possono avere funzioni distinte ma anche interagire per bilanciare situazioni ed effetti diversi: questo discorso è valido, ad esempio, in riferimento alla tolleranza alla normale microflora, all’esposizione della mucosa, della congiuntiva e delle altre parti dell’occhio ad agenti irritanti ambientali, ad una scarsa irrorazione sanguigna e linfatica a livello della cornea e ad una elevata sensibilità ai processi infiammatori.
La prima barriera ad una possibile invasione di microrganismi, aero-allergeni e sostanze chimiche varie è rappresentata dall’azione fisica di chiusura delle palpebre, la membrana nittitante (terza palpebra) ed il dilavamento lacrimale. Le superfici oculari sono costituite da stratificazioni epiteliali non cheratinizzate che fungono pure da barriere per la presenza tra le cellule di giunzioni occludenti e per il rapido rinnovamento delle cellule dell’epitelio che va via via eliminando gli strati più superficiali.
Sulla superficie oculare troviamo varie strutture tra di loro in cooperazione stretta. Vale a dire:
1.-La congiuntiva;
2.-Il film lacrimale e le ghiandole;
3.-La giunzione muco epiteliale;
4.-L’epitelio corneale.

LA CONGIUNTIVA

La congiuntiva è una membrana mucosa molto sottile e delicata capace di scivolare sia sulla cornea e sia sulle palpebre (congiuntiva palpebrale) sia ancora sulla superficie esterna della sclera, nella parte anteriore del bulbo (congiuntiva bulbare), grazie anche alla lubrificazione fornitale dal film lacrimale. Nella parete laterale del fornice superiore sboccano i condotti escretori delle ghiandole lacrimali.
Le ghiandole di Henle e le ghiandole accessorie (Krause e del Ciaccio) nello strato sottocongiuntivale producono muco consentendo lo scorrimento della piega della congiuntiva e facendo stratificare l’acqua del film lacrimale.
La congiuntiva ha la funzione di proteggere il bulbo oculare, soprattutto la cornea, nonché di facilitare il suo scorrimento e di quello delle palpebre mediante la secrezione della componente mucinica del film lacrimale. Essa svolge altresì azione protettiva nei confronti di agenti infettivi e corpi estranei.

IL FILM LACRIMALE E LE GHIANDOLE

L’occhio ha una superficie umida perché è costantemente bagnato da una sostanza che prende il nome di film lacrimale, prodotto 24 ore al giorno da piccole ghiandole e cellule diffuse su tutta la superficie esterna dell’occhio.
Il film lacrimale (o lacrima) è una struttura liquida che ricopre la congiuntiva palpebrale bulbare e la cornea, prodotta dall'apparato lacrimale. Esso è composto da una porzione secretoria (ghiandole e dotti secretori), che secerne la lacrima, ed una escretoria, che drena la lacrima verso il naso. Il film lacrimale è una struttura complessa, composta principalmente da acqua, sali, grassi e proteine che interagiscono con i tessuti esterni dell’occhio svolgendo funzioni di barriera, nutrimento e lubrificazione. Esso assolve alla sua funzione di fondamentale barriera tra l’occhio ed il mondo esterno proteggendo l’occhio da agenti atmosferici (freddo, vento, calore) e da batteri (contiene infatti immunoglobuline).
Il film lacrimale è prodotto da numerose ghiandole:
-ghiandole poste sul bordo palpebrale;
-ghiandole lacrimali;
-cellule mucipare secernenti, isolate e sparse nella congiuntiva.
Tutte queste ghiandole non producono lo stesso secreto, tanto è vero che il film lacrimale è costituito da tre strati principali successivi, aventi differenti funzioni:
1) Strato mucoso
2) Strato acquoso
3) Strato lipidico
Strato mucoso
Lo strato mucoso è prodotto dalle ghiandole mucipare accessorie ed è la componente più interna e profonda del film lacrimale; esso ricopre le cellule epiteliali della congiuntiva e della cornea. La funzione del muco, legandosi ai microvilli delle cellule superficiali corneali, è quella di rendere idrofila la superficie stessa della cornea, altrimenti idrofoba. Tale strato ha quindi l'importante funzione di mantenere l'adesione del film lacrimale all'epitelio corneale e congiuntivale, in modo da garantirne la reale lubrificazione.
La mucina svolge a livello oculare diversi ruoli fisiologici utili al mantenimento delle buone condizioni oculari: previene ad esempio la colonizzazione batterica e aiuta ad eliminare il materiale estraneo dalla superficie.
Strato acquoso
Lo strato acquoso è lo strato intermedio del film lacrimale, e costituisce la componente principale del film lacrimale. Prodotto principalmente dalle secrezioni delle ghiandole lacrimali principali ed accessorie, è composto oltre che da elettroliti anche da alcuni acidi organici, aminoacidi e proteine, aventi funzioni antibatteriche ed enzimatiche, sali e zuccheri. Riduce gli attriti dei movimenti oculari e palpebrali, deterge le cellule epiteliali desquamate, tampona le scorie metaboliche ed asporta le impurità dell'aria. Lo strato acquoso convoglia le sostanze nutritive e di difesa a cornea e congiuntiva, e da queste riceve gli scarti del loro metabolismo.
Strato lipidico
Lo strato lipidico costituisce la parte più esterna del film lacrimale. Esso è composto da grassi, secreti dalle ghiandole di Meibomio. La sua funzione è quella di evitare l’evaporazione dello strato acquoso sottostante e quindi di formare una barriera idrofoba lungo il bordo palpebrale, per impedire l'uscita del film lacrimale, nonché di mantenere l'idratazione della superficie oculare durante le ore di sonno. Esso regola inoltre costantemente il tasso di evaporazione dello strato acquoso della lacrima stessa mantenendo quindi uniforme lo spessore del film lacrimale, garantendone anche la levigatezza. Ogni minima variazione in spessore o viscosità è in grado di indurre un'alterata distribuzione del film lacrimale.
Si può dire, quindi, che il film lacrimale partecipa ai meccanismi di difesa contro le infezioni; protegge la cornea dall'essiccazione regolandone l’idratazione ed aiutandone l’ossigenazione; mantiene il potere di rifrazione oculare. Esso rappresenta la principale difesa alle infezioni batteriche corneali e congiuntivali, assieme alla palpebra. Diffondendosi uniformemente sull'epitelio corneale, funge da barriera protettiva agli agenti batterici esterni. Attraverso di esso defluiscono, verso la componente escretoria delle ghiandole lacrimali, le impurità provenienti dall'ambiente esterno.
Vi sono tipi differenti di lacrime:
Le lacrime basali, che mantengono costantemente umida e nutrono la cornea. Esse lubrificano l'occhio aiutandolo a mantenersi netto dalla polvere. Il liquido lacrimale contiene acqua, sali, mucina, lipidi, lisozima (enzima antibatterico che si trova anche nella saliva e che combatte l’infezione batterica legandosi allo strato più esterno della parete dei batteri e perforando tale parete del rivestimento cellulare esterno, chiamato peptidoglicano), lattoferrina (che lega in modo irreversibile il ferro, necessario al metabolismo ed alla crescita dei batteri, sottraendolo a questi), lipocalina (che neutralizza i prodotti batterici), angiogenina (che ha effetti antimicrobici), lacritin, immunoglobuline, glucosio, urea, sodio e potassio.
Vi sono poi alcuni peptidi inducibili, come le defensine, che possono essere prodotti durante un’infezione o un’infiammazione dai neutrofili residenti o dall’epitelio. Generalmente tutti i peptidi hanno anche il compito di allertare il sistema immunitario specifico della presenza di una potenziale infezione.
Le lacrime di riflesso, che hanno la funzione di pulire la superficie oculare dalle sostanze irritanti esterne (come vapori, gas irritanti, ecc.) che innescano una reazione nel nervo oftalmico. Esse possono reagire anche agli stimoli luminosi abbaglianti oppure agli stimoli del caldo o pepato alla lingua e alla bocca.

GIUNZIONE MUCO-EPITELIALE

E’ la zona di unione tra la cute delle palpebre e la mucosa della congiuntiva. Controlla costantemente la regolarità del film lacrimale in modo che sia sempre ben distribuito su tutta la superficie, inoltre rappresenta un’ottima barriera contro agenti infettivi e corpi estranei.

EPITELIO CORNEALE

E’ una struttura importante e delicata, che deve mantenere intatta la propria struttura anatomica e la propria funzionalità per garantire la qualità della visione.

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BARRIERA MICROBIOTICA (o FLORA BATTERICA)

Durante la vita fetale la placenta impedisce che il feto venga a contatto con la stragrande maggioranza dei microrganismi. Dal momento del parto, in cui il neonato viene a contatto con i microbi del tratto genito-urinario della madre e successivamente con i germi trasmessi dall’ambiente, a livello di varie strutture organiche viene ad instaurarsi un complesso “eco-sistema” comprendente varie specie microbiche tra cui principalmente batteri e in misura inferiore miceti e virus. Le interazioni tra i microbi e l’ospite creeranno un rapporto mutualistico di cui potranno beneficiare entrambi : da una parte l'organismo umano fornirà substrati nutritivi alla propria flora batterica dall’altra parte questa lo proteggerà dagli agenti patogeni, impedendo lo sviluppo di altri microrganismi nel medesimo habitat. Nel caso questo delicato equilibrio si spezzasse (batteri normalmente non dannosi possono infatti diventarlo qualora si moltiplicassero senza controllo o migrassero in altre aree corporee) interviene il sistema immunitario. Molti di questi batteri sono infatti utili od innocui come costituenti del microbiota umano in equilibrio di eubiosi, ma presi singolarmente possono essere pericolosissimi o mortali in altri ambiti. Il ruolo della flora batterica è quello di dialogare con le cellule epiteliali ed immunitarie e di coordinare diverse funzioni volte al mantenimento dell’omeostasi e del benessere locale: conservazione della barriera, inibizione dell’apoptosi e dell’infiammazione, accelerazione della guarigione delle ferite, esclusione competitiva di potenziali patogeni, mantenimento dell’immunotolleranza e legame con l’immunità specifica. Questo ecosistema rimane relativamente stabile per tutta la vita, a meno che non venga alterato da cure antibiotiche, interventi chirurgici, infezioni.

Microbiota cutaneo

Sulla superficie cutanea alberga durante tutta la vita una microflora stabile con funzione di difesa dalle infezioni (fino a un milione di germi/cmq.). Possiamo trovare principalmente micrococchi, streptococchi e corinebatteri, con i quali il nostro corpo ha stabilito un rapporto stabile e vantaggioso e sul quale si moltiplicano regolarmente (tanto che si può parlare di “flora residente”). Infatti essi svolgono, se presenti nella giusta quantità, un ruolo di difesa verso batteri più pericolosi evitando l'aggravarsi ed il prolungarsi di eventuali infezioni e riescono anche a stimolare la produzione di molecole che segnalano al sistema immunitario la presenza di microbi pericolosi.

Staphylococcus aureo

Microbiota dell'apparato respiratorio

La flora batterica delle prime vie aeree è molto simile a quella che possiamo trovare nella cavità orale ma meno abbondante. Dalla numerosa flora batterica che troviamo nella bocca, infatti, mano a mano che scendiamo lungo l'albero respiratorio, la concentrazione di questi microrganismi diminuisce ulteriormente, fino ad annullarsi in corrispondenza degli alveoli polmonari.
Una "flora" microbica residente la troviamo poi soltanto nel tratto rino-faringeo. In condizioni di normalità, i seni paranasali sono sterili, mentre nelle medie e basse vie respiratorie - quelle al di sotto della laringe - si trovano, transitoriamente, microrganismi inalati in via di rimozione.
Il rinofaringe ospita una ricca e varia flora microbica, che, a parte l'occasionale presenza di miceti del genere Candida e di protozoi buccali, è essenzialmente batterica. Lo stesso vale per le tonsille che, per quanto riguarda la patologia infettiva, vengono - come si è detto - esaminate nell'ambito dell'apparato respiratorio. Comune la presenza di micrococchi, stafilococchi coagulasinegativi, streptococchi orali, neisserie, emofili, moraxelle, corinebatteri e, soprattutto a livello tonsillare, batteri anerobi, quali attinomiceti, batteroidi, fusobatteri, peptostreptococchi, veillonelle. Il muco, secreto dalle ghiandole respiratorie mucipare, contribuisce (anche tramite il movimento muco-ciliare) a proteggere l'organismo dai patogeni, invischiandoli al suo interno e neutralizzandoli attraverso gli anticorpi di cui è dotato.

Microbiota dell'apparato digerente

Il tubo digerente è colonizzato da un'impressionante numero di microrganismi. Nel cavo orale ritroviamo la cosiddetta placca batterica, una sorta di patina adesa alla superficie dei denti sulla quale si sviluppano i batteri. Principali responsabili della carie sono lo Streptococcus mutans ed il Lactobacillus acidophilus. L'organismo si difende dal loro attacco cariogeno attraverso la saliva, ma poco può fare quando una dieta eccessivamente ricca di zuccheri si accompagna a scarsa igiene orale.
Il cattivo odore (alitosi) può essere, anche in questo caso, segno della presenza di determinate colonie batteriche, il cui metabolismo produce sostanze volatili dall'odore sgradevole.
Nel cavo orale di persone sane si possono anche ritrovare piccole colonie di patogeni come la Candida Albicans. Questi microorganismi sono tuttavia presenti in quantità numericamente insufficienti per espletare la loro attività patogena. Quando la loro virulenza aumenta, per esempio a causa di un temporaneo calo delle difese dell'organismo, possono dare origine a specifiche condizioni patologiche (nel caso specifico al mughetto).
Nello stomaco, la presenza di microrganismi è fortemente limitata dall'acidità gastrica. Fa eccezione l'Helicobacter pylori che può causare, a lungo andare, la formazione di un'ulcera.
Un'importante funzione del microbiota umano è la disgregazione delle sostanze che il nostro sistema non è in grado di smantellare, come le cartilagini e le molecole di cellulosa. Tali funzioni includono la capacità di assimilare componenti altrimenti indigeribili della nostra dieta, come i polisaccaridi vegetali.

Microbiota oculare

A livello oculare, come a livello di qualsiasi altra superficie mucosa e cutanea, è presente un’abbondante flora microbica, costituita da microrganismi Gram-positivi e Gram-negativi. Ai primi appartengono i generi Staphylococcus, Corynebacterium, Streptococcus e Propionibacterium, appartenenti alla barriera della flora batterica commensale e presenti in basso numero a livello di palpebre, congiuntiva e film lacrimale. Tali batteri originano dalla cute e colonizzano la superficie oculare subito dopo la nascita. I batteri Gram-negativi (quali Haemophilus, Neisseria e Pseudomonas) ed i funghi sono meno comuni ma possono essere presenti.

Microbiota dell'apparato intestinale

Un ruolo molto importante è giocato dalla flora batterica intestinale: un vero e proprio ecosistema all’interno del quale vi sono più di 400 specie batteriche che devono vivere in equilibrio tra loro per poter garantire il nostro benessere. Tra esse prevalgono i fermenti lattici.
La flora batterica intestinale interagisce con le cellule del nostro corpo e svolge funzioni indispensabili per la nostra sopravvivenza: impedisce la proliferazione di batteri patogeni, favorisce la digestione degli alimenti, la sintesi vitaminica, in particolar modo della vitamina K (che svolge un ruolo fondamentale nella coagulazione del sangue) e delle vitamine del gruppo B, la digestione del lattosio, la produzione di antibiotici naturali. Il batterio intestinale più conosciuto nell'uomo è l'Escherichia Coli.
La maggior parte dei batteri provoca la fermentazione (come Lactobacillus e Bifidobacteria), altri invece provocano la putrefazione dei resti (come Escherichia, Bacteroides, Eubacteria, Clostridium).

Microbiota vaginale

La flora batterica vaginale è costituita dall’insieme dei batteri, in perfetto equilibrio tra loro, presenti nella vagina. Essi sono rappresentati dalla flora (lattobacilli) di Doderlein (Lactobacillus acidophilus,  Lactobacillus fermentum, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus jensenii, Lactobacillus casei, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus leichmanii, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus salivariuse), da batteri potenzialmente patogeni aerobi (Staphylococcus epidermidis, Corynebacterium, Streptococcus, Gadnerella vaginalis, Enterococcus, Enterobatteriaceae, Mycoplasma hominis, Yeast, Candida, Staphilococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumonie, neisseria, proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter) e da batteri patogeni anaerobi (Peptococcus spp./o stafilococco anaerobio/, Peptostreptococcus spp./o streptococco anaerobio/, Streptococcus, Eubacterium, Bacteroides spp, Bacteroides fragilis, B. melaninogenicus, Bacteroides oralis, Bacterides disiens, Bacteroides bivius, B. asacharolyticus, Fusobacterium, Veillonella, Propionibacterium, Bifidobacterium, Clostridium, Ureaplasma spp, Sarcina, Mobiluncus, Actinomices, Clostridium, Prevotella, Micoplasmi, Trichomonas).

Alla creazione di un ambiente ostile ai microrganismi patogeni contribuisce l’acidità del ph vaginale che sussiste grazie all’acido lattico derivante prevalentemente dalla trasformazione da parte dei lattobacilli del glicogeno contenuto nelle secrezioni vaginali, attraverso un processo di fermentazione.
Di per sé il muco vaginale è poi molto denso e per i batteri è molto difficile penetrarvi. Per questo le secrezioni vaginali che tappezzano la vagina, rappresentano una efficace barriera fisica impenetrabile dai batteri patogeni.
Il secreto vaginale è ricco di macrofagi ed anticorpi (IgA e IgE) che attaccano i microrganismi patogeni.
Le secrezioni vaginali sono ricche di sostanze tossiche per i patogeni (chemiochine, citochine, defensine) ad ampio spettro d'azione. Agiscono infatti su batteri gram + e gram-, funghi, protozoi ed alcuni virus.
Contengono inoltre lactoferrina (che lega il ferro presente togliendolo ai batteri che non sopravvivono senza), zinco (con proprietà antibatteriche) e lisozima (un enzima in grado di distruggere le pareti dei batteri).
– Producono perossido di idrogeno (acqua ossigenata) inibendo la crescita dei batteri patogeni anaerobi e dei batteri aerobi in quanto, oltre ad apportare ossigeno letale per gli anaerobi, questo perossido ha azione tossica sulle cellule batteriche non lattobacillari.
– Producono batteriocine, sostanze con effetti antibiotici naturali.
– Si nutrono delle stesse sostanze utili ai microrganismi patogeni anaerobi (per esempio l'arginina) togliendogli quindi nutrimento.
– Producono biosurfactanti, molecole in grado di richiamare altri lattobacilli in modo da creare una barriera contro i patogeni.
– Si legano ai recettori posti sulla mucosa vaginale e, occupandoli tutti, tolgono ai germi patogeni la possibilità di aderire alle pareti vaginali.
– Si co-aggregano, ovvero riescono a legarsi ai germi patogeni impedendo quindi loro di aderire alle mucose vaginali e di riprodursi.
Le infezioni vaginali possono essere provocate sia da microrganismi che provengono dall'esterno e che vengono trasmessi soprattutto attraverso i rapporti sessuali (malattie sessualmente trasmesse : herpes virus, hiv, Chlamydia trachomatis, gonorrhoeae, thricomonas vaginalis, alcuni ceppi di Candida) sia da microrganismi provenienti dal nostro stesso organismo (dall'intestino o dalla stessa vagina).
Le infezioni provocate da microrganismi già presenti nel nostro organismo vengono distinte in 2 tipi: le vaginiti aerobiche e le vaginosi batteriche. Nella vaginosi batterica prevarrà la presenza di batteri anaerobi di origine vaginale (Ureaplasma, Mycoplasma, Trichomonas, ecc), mentre nella vaginite prevarrà la presenza di batteri aerobi di provenienza intestinale (e.coli, klebsiella, enterococco, ecc.).

BARRIERA PILIFERO-CILIARE

Il pelo consta di due strutture separate: il follicolo che ha sede nella pelle ed il fusto cheratinoso che sta al di fuori.
Tramite alcuni follicoli piliferi l’organismo riesce ad avere utili informazioni sensorie sull’ambiente circostante che vengono trasmesse a mezzo di una rete nervosa molto sviluppata.
Il corpo trova una sua prima protezione esterna nelle fibre pilifere che costituiscono una barriera per proteggere l’epidermide da danni di lieve entità e dai raggi ultravioletti.
Una protezione speciale per gli occhi dalle polveri leggere e dal sole è costituita dalle ciglia e dalle sopracciglia : esse agiscono incanalando e spazzando via i liquidi ed i minuscoli detriti a loro più prossimi.  I peli del naso, poi, arrestano le particelle estranee trasportate dall’aria. Il movimento muco-ciliare convoglia nelle fosse nasali le particelle eventualmente giunte nei seni paranasali, mantenendone la sterilità. Difatti, uno dei più risolutivi meccanismi di difesa dell'apparato respiratorio è il trasporto muco-ciliare che fa sì che le macro-particelle inalate restino intrappolate nel muco della cavità nasale e quelle più piccole nel muco di trachea e bronchi; in entrambi i casi, il muco viene poi spostato dal movimento ciliare (ad una velocità di circa 1cm/min.) fino a raggiungere il tratto faringeo, dove viene deglutito. All’eliminazione delle particelle più piccole capaci di raggiungere gli alveoli polmonari provvedono poi i macrofagi alveolari.
Per quanto riguarda l’apparato urinario, perché vi si sviluppi un’infezione i batteri devono essere in grado innanzitutto di raggiungerlo. Ciò viene ostacolato e, in condizioni normali, impedito dai peli della vulva.
I peli presenti sul cuoio capelluto garantiscono un certo grado di isolamento termico. Un'altra funzione del pelo è, infatti, quella coibentante, vale a dire di cercare di garantire una certa protezione contro la perdita di calore tramite la formazione di un invisibile strato isolante che intrappoli l’aria nella zona situata in prossimità della pelle. Data la scarsezza di peli, questo meccanismo è, però, quasi del tutto inconsistente nell'essere umano.

BARRIERA MUCOSA NASALE

La mucosa nasale è la principale interfaccia tra l’aria inspirata e le prime vie aeree rappresentate dal naso; essa rappresenta la prima barriera naturale che permette all’organismo di filtrare, riscaldare, umidificare e purificare l’aria prima che questa raggiunga i polmoni nonché condizionarne e regolarne il flusso nell’arco delle 24 h.
Come visto, la Barriera pilifero-ciliare, su descritta, rimanda direttamente alla Barriera della mucosa nasale. Difatti, il meccanismo di difesa dell’apparato respiratorio, e in particolare della mucosa nasale, può contare sinergicamente sia sulla presenza di peli (ciglia presenti nello strato-sol) sia su quella del muco, che viene arpionato dalle ciglia stesse e che va a costituire lo strato-gel sovrastante.
La prima rudimentale barriera di protezione naturale nei confronti di aggressioni biologiche (virus, batteri e miceti) e fisiche (sostanze irritanti gassose o corpuscolate) si trova nelle narici ed è costituita dalle vibrisse, peli piuttosto grossi che trattengono le particelle più grandi dirette verso le fosse nasali, i seni paranasali e le vie respiratorie. Più internamente si trova una membrana (la mucosa pituitaria c.d. “pituitaria rossa” per la presenza di un gran numero di capillari) che si distingue per la presenza di piccolissimi orifizi superficiali che escretono il muco dei follicoli. Mentre al bordo delle narici tale mucosa presenta delle piccolissime papille, a livello dei seni essa si fa sottile e poco consistente. I sottilissimi peli di tale membrana hanno la funzione di trattenere tutte le polveri, gli allergeni e le altre impurità che siano riuscite ad oltrepassare la prima barriera mentre il muco, vischioso, prodotto dalle ghiandole di cui è ricchissima la mucosa, trattiene ed ingloba a livello epiteliale le polveri più minute. La viscosità, elasticità e adesività/coesività del muco viene garantita dalle mucine (glicoproteine ad alto peso molecolare, presenti in misura dello 0,2-1%).Tutte le particelle rimaste intrappolate nel muco, tramite il trasporto muco-ciliare, con un movimento “a frusta” con andata rapida e lento ritorno al punto di partenza, raggiungono poi il tratto oro-faringeo a livello del quale il muco stesso viene deglutito. Tale azione combinata e dinamica viene definita “sistema pulente” o “trasporto” muco-ciliare (ovvero clearence muco-ciliare) e va quindi a costituire, insieme alla prima barriera statica costituita dall’epitelio, la barriera meccano-chimica del sistema muco-ciliare.
Il contatto dell’aria inspirata con la mucosa nasale è favorita dalla conformazione anatomica tortuosa delle fosse nasali capace di creare nell’aria dei microvortici. Fenomeni di vasocostrizione e vasodilatazione, specie del tessuto erettile dei turbinati, può essere prodotta dalla stimolazione della mucosa nasale, dovuta sia ad agenti fisici (grado di temperatura e umidità dell'aria) che chimici. Tale variazione causa l'ingrossamento delle stesse formazioni carnose dei turbinati con conseguente variazione dello spazio libero all’interno delle fosse nasali ed aumento della secrezione ghiandolare.
Già a livello della mucosa nasale, la parete cellulare di molti batteri che rimangono intrappolati nel muco viene inizialmente attaccata e danneggiata dal lisozima, un enzima con azione batteriolitica presente, tra l’altro, anche nella saliva e nelle lacrime.
All’eliminazione delle particelle più piccole, capaci di raggiungere gli alveoli polmonari, provvederanno invece i macrofagi alveolari. Laddove però un eccesso di produzione mucolitica andasse a diffondersi e ad intaccare le basse vie respiratorie, potrebbe determinare patologie respiratorie importanti, quali ad esempio polmoniti e bronchiti.

BARRIERA SALIVARE

La saliva (ant. scialiva  e  sciliva / latino salīva/) è un secreto composto in prevalenza di acqua ma ricco di elettroliti (in percentuali variabili sodio, potassio, calcio, magnesio, ioni cloruro, fosfato e bicarbonato) nonché di enzimi (ricordiamo l’alfa-amilasi ovvero ptialina, lisozima e lipasi) e di muco (nella cui composizione troviamo glicosaminoglicano e glicoproteine). In particolare, in termini di barriera chimica, l'enzima lisozima può incidere sulle pareti cellulari di batteri gram-positivi digerendo il peptidoglicano (questo enzima si trova anche nelle lacrime).
Essa è prodotta dalle ghiandole salivari presenti nel cavo orale (tre coppie, e precisamente le parotidi a secrezione seriosa pura, le sottomandibolari e le sottolinguali a secrezione mista) e tra le sue funzioni ricordiamo :
-quella di ammorbidire ed umettare il cibo per evitare lacerazioni epiteliali a livello boccale ed esofageo nonché per agevolarne la digestione;
-un’azione antibatterica disinfettante sia nei confronti dei batteri introdotti nella cavità orale sia nei confronti di batteri potenzialmente infettivi. Tale azione avviene tramite le immunoglobuline salivari della classe IgA ed il lisozima.
-la lubrificazione del cibo ingerito ed un’azione digestiva nei confronti dei glucidi (da parte dell’enzima amido-splitting come la ptialina e di secrezioni leggermente alcaline di acqua, mucina, proteine e sali) spesso con una ripartizione degli amidi;
-il contrasto all’erosione agevolato anche dal suo flusso e quindi la funzione di barriera di diffusione nella neutralizzazione degli attacchi acidi. Un sottile strato glico-proteico costituente la pellicola dentale inibisce gli attacchi acidi iniziali. Pertanto, la pellicola riduce la perdita di minerali durante un attacco acido.
Una prolungata riduzione di pH si traduce nella perdita della maggior parte della pellicola e di conseguenza nella perdita di protezione contro gli attacchi erosivi (e abrasivi).
Il flusso salivare è preventivo, vale a dire che previene l’esposizione agli attacchi acidi con aumentati livelli di carbonato, fosfato, calcio e ioni fluoruro sotto lo stimolo di sensazioni visive ed olfattive. Anche la stessa irrorazione sanguigna esercitata sulle ghiandole stimola indirettamente la secrezione salivare. I batteri che vivono nel cavo orale sono continuamente lavati via dalla saliva ed ingoiati, introdotti così in quel grosso sterilizzatore chimico che è lo stomaco (poche specie batteriche sopravvivono al pH dello stomaco: tra esse Helicobacter pylori).
Barriera contro Barriera
Una riduzione del flusso salivare – anche in presenza di anticorpi e cellule bianche del sangue che hanno azione antibatterica – determina una riduzione dei potenziali difensivi. Se i batteri divengono così numerosi da prevaricare i meccanismi di difesa essi iniziano a danneggiare le strutture del cavo orale e, nel caso specifico della carie, i tessuti duri dei denti ai quali cercano di aderire per evitare di essere ingoiati dai flussi di saliva.
Già dalle prime ore su tutta la superficie dei denti vengono a formarsi a macchia di leopardo vere e proprie isole batteriche. A 12 ore dall'inizio del processo il dente appare rivestito interamente da una patina batterica di 8-10 strati di cellule. A 24 ore di distanza, se le manovre di igiene non riprendono, gli strati di cellule arrivano a 100 e a 48 ore sono più di 300. Questa immensa popolazione batterica è tenuta unita da una impalcatura glicoproteica che produce specifiche specie (Streptococcus mutans); essa prende il nome di placca muco-batterica che si comporta come una barriera semimpermeabile che, di fatto, taglia fuori dall'azione protettiva salivare la superficie del dente. Questo quindi si ritrova sommerso dai batteri e dai loro acidi e senza i meccanismi omeostatici salivari: in queste condizioni i minerali del dente cominciano a sciogliersi non appena i processi metabolici dei batteri sono attivati ed il calcio da essi liberatosi viene immediatamente catturato dai batteri.

BARRIERA MUCOSA GASTRICA

La parete dello stomaco è formata da una tonaca mucosa, una sottomucosa ed una muscolare; a queste segue una tonaca sierosa, il peritoneo.
Il rivestimento delle cellule epiteliali e le giunzioni strette che le legano insieme sigillando così gli spazi paracellulari è comunemente detta barriera intrinseca (o barriera di base).
Dall’interno verso l’esterno dell’organo, la tonaca mucosa dello stomaco è infatti formata da: epitelio di rivestimento, lamina propria e muscularis mucosae.
A questa prima barriera si accompagna quindi una seconda barriera (detta “estrinseca” e che come la prima percorre l’intero tratto digerente gastrointestinale) formata da secrezioni sintetizzate da cellule facenti parte dell’epitelio con la funzione sia di formare uno strato protettivo sopra l’epitelio di rivestimento della cavità dello stomaco sia di lubrificare le masse alimentari in modo da agevolarne la circolazione all’interno dello stomaco.
La produzione di muco-proteine e bicarbonato da parte delle cellule della superficie gastrica va a costituire la mucosa gastrica attraverso la formazione di un vero e proprio rivestimento che va a ricoprire la superficie apicale delle cellule gastriche difendendole dall’attacco dell’acido cloridrico e della pepsina (prodotte dalle ghiandole parietali dello stomaco grazie a tre stimoli locali : la gastrina, l’acetilcolina e l’istamina). A causa della presenza di fosfolipidi sulla loro superficie, queste cellule sono idrofobiche con repulsione per l’acqua ed agenti solubili dannosi.
Sotto la mucosa gastrica vi è un sottile strato di muscolatura liscia chiamato mucosa muscolare e, sotto di questo, vi è tessuto connettivo (la sottomucosa) che attacca la mucosa gastrica ai muscoli delle pareti dello stomaco.
Le cellule superficiali che vengono esfoliate durante la normale funzione gastrica vengono sostituite da cellule rigenerative che hanno la capacità di differenziarsi in cellule epiteliali che, migrando nella nuova posizione, vanno a riparare i danni alla superficie epiteliale. L'epitelio gastrointestinale è difatti popolato da una varietà di cellule funzionalmente mature derivate da proliferazione delle cellule staminali. La maggior parte delle cellule epiteliali mature muore nel giro di appena pochi giorni dopo la loro formazione ed entro 36-48 ore l’intero epitelio gastrico viene rinnovato.
La barriera mucosa gastrica viene completata grazie ad una serie di meccanismi difensivi che permettono allo stomaco di resistere ai pericolosi effetti dell’acido cloridrico, della pepsina e delle particelle abrasive intra-luminali.
Questo complesso sistema protettivo si basa essenzialmente, oltre che sulla secrezione di muco gastrico e di bicarbonato, sul rapidissimo turnover delle cellule epiteliali e sul contributo dell’endotelio microvascolare nella produzione di prostaglandine protettive quali le E2 e le F2 e di vasodilatatori quali la prostaciclina e l’ossido nitrico (queste prostaglandine hanno effetto citoprotettivo inibendo l’adesione dei neutrofili all’endotelio danneggiato e, oltre a proteggere la mucosa dall’azione di sostanze vasocostrittrici, stimolano la secrezione mucosa/bicarbonato e modulano il flusso ematico alla mucosa gastrica).
Il microcircolo mucosale rilascia ossigeno e sostanze nutritive alla mucosa e rimuove sostanze tossiche.
Quando il microcircolo è danneggiato cellule endoteliali delle zone periferiche iniziano la riparazione e la ricostruzione della trama microvascolare attraverso l’angiogenesi.
Alcune particolari molecole (peptidi) hanno attività antimicrobica nei confronti di potenziali agenti patogeni ed un potenziale ruolo nel mantenimento della barriera in quanto sono fattore di crescita epidermico e svolgono un ruolo importante nella integrità di mucosa, nella riparazione di lesioni e nel limitare la proliferazione delle cellule epiteliali. Essi hanno dimostrato di proteggere l'epitelio da una vasta gamma di sostanze chimiche tossiche e di farmaci.
La barriera gastrica può essere violata a causa di processi infettivi di natura esogena, ischemia e prodotti chimici dannosi che promuovano, a causa di aumenti transitori della permeabilità, l'infiltrazione di neutrofili con gravi danni alla funzione della barriera stessa ed alla sua struttura morfologica. La sfida pertanto è permettere il trasporto efficiente dei nutrienti attraverso l'epitelio escludendo rigorosamente il passaggio di molecole ed organismi nocivi. I fattori endogeni sono il reflusso gastro-duodenale e lo stress. Il reflusso gastro-duodenale è causato da una disfunzione del piloro: nel succo duodenale si riversano vari secreti, ad es. la bile, ma gli acidi biliari hanno un’azione tossica a livello della barriera mucosa gastrica, quindi si può sviluppare una gastrite da reflusso.
La maggior parte delle ulcere gastroduodenali deriva da una debolezza della normale barriera mucosa gastrica contro la penetrazione di acido secreto dallo stomaco con il passaggio di ioni idrogeno che porta a necrosi epiteliale.