Gli esseri umani sono costituiti da trilioni di cellule – l’unità di base della vita sulla Terra. In questo articolo, esploreremo le strutture presenti nelle cellule e descriveremo i numerosi tipi di cellule che compongono i nostri corpi.
Le cellule possono essere paragonate a minuscole confezioni che racchiudono fabbriche, magazzini, sistemi di trasporto e centrali elettriche. Esse operano autonomamente, producendo energia e replicandosi – la cellula è la più piccola unità di vita capace di replicarsi.
Tuttavia, le cellule comunicano tra di loro e si connettono per formare un organismo solido e coeso. Costruiscono i tessuti, che a loro volta formano gli organi; e gli organi collaborano per mantenere in vita l’organismo.
Robert Hook scoprì per la prima volta le cellule nel 1665, dando loro il nome che derivava dal latino «cellula», che significa «piccole stanze», simili a quelle in cui vivevano i monaci nei monasteri.
Dentro la cellula
I diversi tipi di cellule possono apparire molto distinti e svolgere ruoli diversi all’interno del corpo.
Ad esempio, uno spermatozoo somiglia a un girino, mentre la cellula uovo femminile ha una forma sferica e le cellule nervose presentano una struttura simile a tubi sottili.
Nonostante le loro differenze, molte cellule condividono strutture comuni, conosciute come organelli (mini-organi). Ecco alcuni dei più importanti:
Nucleo
Il nucleo rappresenta il quartier generale della cellula. Normalmente, esiste un nucleo per cellula, ma ci sono eccezioni: ad esempio, le cellule del muscolo scheletrico possono avere due nuclei. Il nucleo contiene la maggior parte del DNA della cellula (una piccola parte è presente nei mitocondri). Esso invia segnali per indicare alla cellula quando crescere, dividersi o morire.
Il nucleo è separato dal resto della cellula da una membrana chiamata involucro nucleare; i pori nucleari all’interno di questa membrana consentono il passaggio di piccole molecole e ioni, mentre le molecole più grandi necessitano di proteine di trasporto per attraversare.
Membrana plasmatica
Per garantire che ogni cellula rimanga distinta dalle vicine, è avvolta in una membrana speciale nota come membrana plasmatica. Questa membrana è composta principalmente da fosfolipidi, che impediscono alle sostanze idrosolubili di entrare nella cellula. La membrana plasmatica contiene vari recettori, che svolgono compiti fondamentali, tra cui:
- Cancellieri: alcuni recettori permettono il passaggio di certe molecole e bloccano altre.
- Markers: questi recettori fungono da distintivi, informando il sistema immunitario che appartengono all’organismo e non sono invasori esterni.
- Comunicatori: alcuni recettori facilitano la comunicazione tra la cellula e le altre cellule e l’ambiente circostante.
- Elementi di fissaggio: alcuni recettori aiutano a mantenere la cellula ancorata alle sue vicine.
Citoplasma
Il citoplasma è la porzione interna della cellula che circonda il nucleo e costituisce circa l’80% della cellula, essendo composto principalmente da acqua. Esso include gli organelli e un fluido gelatinoso chiamato citosol. Molte reazioni chimiche cruciali avvengono nel citoplasma.
Lisosomi e perossisomi
Sia i lisosomi che i perossisomi sono essenzialmente sacche contenenti enzimi. I lisosomi distruggono grandi molecole, comprese le vecchie parti cellulari e materiali estranei, mentre i perossisomi si occupano della degradazione di sostanze tossiche, come il perossido.
Citoscheletro
Il citoscheletro funge da impalcatura per la cellula, mantenendone la forma. A differenza di strutture rigide, il citoscheletro è flessibile e gioca un ruolo cruciale nella divisione cellulare e nella motilità cellulare, permettendo a cellule come gli spermatozoi di muoversi.
Inoltre, il citoscheletro è coinvolto nella segnalazione cellulare, facilitando l’assorbimento di materiali dall’esterno (endocitosi) e il movimento di materiali interni.
Reticolo endoplasmatico
Il reticolo endoplasmatico (RE) è responsabile dell’elaborazione delle molecole all’interno della cellula e ne facilita il trasporto verso le loro destinazioni finali. In particolare, si occupa della sintesi, piegatura, modifica e trasporto delle proteine.
Il reticolo è costituito da sacche allungate, chiamate cisterne, mantenute insieme dal citoscheletro. Esistono due tipi: RE rugoso e RE liscio.
Apparato del Golgi
Dopo che le molecole sono state elaborate dal reticolo endoplasmatico, esse viaggiano verso l’apparato di Golgi. Questo è talvolta considerato l’ufficio postale della cellula, dove gli articoli vengono confezionati ed etichettati. Una volta che i materiali escono, possono essere utilizzati all’interno della cellula o esportati all’esterno per usi futuri.
Mitocondri
Conosciuti come le centrali elettriche della cellula, i mitocondri trasformano l’energia contenuta nel cibo in energia utilizzabile dalla cellula, nota come adenosina trifosfato (ATP). Tuttavia, i mitocondri svolgono anche altri ruoli, tra cui la regolazione del calcio e la partecipazione alla morte cellulare (apoptosi).
I ribosomi
Nel nucleo, il DNA viene trascritto in RNA (acido ribonucleico), una molecola simile al DNA che trasporta lo stesso messaggio. I ribosomi leggono l’RNA e lo traducono in proteine, unendo amminoacidi nell’ordine stabilito dall’RNA.
Alcuni ribosomi fluttuano liberamente nel citoplasma, mentre altri sono attaccati al reticolo endoplasmatico.
Divisione cellulare
Il nostro corpo sostituisce costantemente le cellule. La divisione cellulare è necessaria per vari motivi, come la crescita di un organismo e la riparazione dei tessuti danneggiati dopo un infortunio.
Esistono due tipi di divisione cellulare: mitosi e meiosi.
Mitosi
La mitosi è il processo attraverso il quale la maggior parte delle cellule del corpo si divide. La cellula «genitore» si divide in due cellule «figlie».
Entrambe le cellule figlie contengono gli stessi cromosomi della cellula madre e sono considerate diploidi poiché possiedono due copie complete dei cromosomi.
Meiosi
La meiosi produce cellule sessuali, come gli spermatozoi maschili e le cellule uovo femminili. Durante la meiosi, una piccola porzione di ciascun cromosoma si stacca e si riattacca a un altro cromosoma, un processo noto come ricombinazione genetica.
Questo significa che ogni nuova cellula ha un set unico di informazioni genetiche, permettendo così la diversità genetica.
In sintesi, la mitosi è fondamentale per la crescita, mentre la meiosi assicura la nostra unicità.
Tipi di cellule
Considerando la complessità del corpo umano, non sorprende che esistano centinaia di diversi tipi di cellule. Ecco una selezione di alcuni tipi di cellule umane:
Cellule staminali
Le cellule staminali sono cellule che non hanno ancora determinato quale tipo di cellula diventeranno. Alcune si differenziano in un tipo specifico, mentre altre si dividono per produrre più cellule staminali. Si trovano nell’embrione e in alcuni tessuti adulti, come il midollo osseo.
Cellule ossee
Esistono almeno tre principali tipi di cellule ossee:
- Osteoclasti: che dissolvono l’osso.
- Osteoblasti: che formano nuovo osso.
- Osteociti: che sono circondati da matrice ossea e comunicano con altre cellule ossee.
Cellule del sangue
Ci sono tre principali tipi di cellule del sangue:
- Globuli rossi: che trasportano ossigeno in tutto il corpo.
- Globuli bianchi: che fanno parte del sistema immunitario.
- Piastrine: che aiutano nella coagulazione del sangue per prevenire la perdita di sangue dopo un infortunio.
Cellule muscolari
Chiamate anche miociti, le cellule muscolari sono lunghe e tubulari. Svolgono ruoli cruciali in molte funzioni, tra cui movimento, sostegno e attività interne, come la peristalsi: il movimento del cibo lungo l’intestino.
Cellule spermatiche
Queste cellule a forma di girino sono le più piccole del corpo umano.
Sono mobili, potendo muoversi grazie alla loro coda (flagello), che è ricca di mitocondri che forniscono energia.
Le cellule spermatiche non possono dividersi; contengono solo una copia di ciascun cromosoma (aploide), a differenza della maggior parte delle cellule che ne possiedono due (diploide).
Cellula uovo femminile
Rispetto alla cellula spermatozoica, la cellula uovo femminile è un gigante; è la più grande cellula umana. Essa è anch’essa aploide, così il DNA dello spermatozoo e della cellula uovo possono unirsi per formare una cellula diploide.
Cellule adipose
Le cellule adipose, o adipociti, costituiscono il principale componente del tessuto adiposo. Contengono grassi immagazzinati, chiamati trigliceridi, che possono essere utilizzati come fonte energetica quando necessario. Quando i trigliceridi si esauriscono, le cellule adipose si riducono. Gli adipociti producono anche alcuni ormoni.
Cellule nervose
Le cellule nervose, o neuroni, costituiscono il sistema di comunicazione del corpo. Esse consistono in due parti principali: il corpo cellulare e i processi nervosi. Il corpo centrale contiene il nucleo e altri organelli, mentre i processi nervosi (assoni o dendriti) si estendono come lunghe dita, trasportando messaggi per tutto l’organismo. Alcuni di questi assoni possono superare anche il metro di lunghezza.
In poche parole
Le cellule sono tanto affascinanti quanto diverse. In un certo senso, possono essere considerate città autonome che funzionano indipendentemente, producendo la propria energia e le proprie proteine; in un altro senso, fanno parte di una vasta rete di cellule che crea tessuti, organi e, in definitiva, noi stessi.
Nuove Scoperte sulla Cellula (2024)
Nel 2024, la ricerca sulle cellule continua a progredire a un ritmo incredibile. Studi recenti hanno rivelato che le cellule staminali adulte possono essere riprogrammate in laboratorio per diventare cellule pluripotenti, aprendo nuove strade per la medicina rigenerativa. Queste scoperte promettono di rivoluzionare il trattamento di malattie degenerative e lesioni spinali.
Inoltre, le tecnologie di imaging avanzate hanno permesso di osservare in tempo reale i processi cellulari, migliorando la nostra comprensione della comunicazione intercellulare e della risposta immunitaria. Le ricerche sui microRNA hanno mostrato come questi piccoli frammenti di RNA possano regolare l’espressione genica e influenzare la crescita cellulare e la differenziazione.
Le scoperte sui mitocondri, spesso noti come le centrali elettriche della cellula, hanno svelato il loro ruolo cruciale non solo nella produzione di energia ma anche nella regolazione del metabolismo e nella risposta allo stress ossidativo. Queste nuove informazioni potrebbero fornire spunti per sviluppare terapie innovative per malattie metaboliche e neurodegenerative.
In sintesi, la ricerca cellulare è in continua evoluzione e le sue implicazioni per la medicina e la biologia sono enormi. Rimanere aggiornati su queste scoperte è fondamentale per comprendere la salute umana e le sue sfide future.
