Cellula

Unità morfologica e fisiologica costitutiva di tutti gli esseri viventi.   Per estens. Elemento semplice di un organismo, di un corpo complesso: La famiglia è una cellula della comunità.  Lett. Piccola cella, stanzetta: D In quel particolare è ..., come in una cellula speciale, l'effluvio poetico delle cose (Pascoli).  Disus. Le piccole sezioni in cui si riteneva diviso il cervello: D Dice che il nostro cervello è pieno d'infinite cellule (Goldoni).  Organismo di base, politico e organizzativo, del partito comunista, che può essere costituito sul luogo di lavoro (cellula aziendale, ecc.) o territorialmente (cellula di strada, ecc.). [Ogni cellula ha il suo comitato direttivo e un segretario eletti dall'assemblea della stessa.]

— Aer. Insieme delle superfici di sostentamento di un aeromobile più pesante dell'aria e degli organi che le collegano tra loro o alle altre strutture. (Si dice cellula monoplana o biplana a seconda del numero delle ali; il termine è stato poi esteso a tutto l'aeromobile, escluso il propulsore.)

— Anat. Piccoli compartimenti che formano la struttura di certe ossa e tessuti: Cellule mastoidee, cellule etmoidali, ecc.

— Biol. Cellula a fiamma, cellula con un ciuffo di ciglia vibratili situata all'estremità cieca dei protonefridi di metazoi inferiori come i platelminti  Cellula paracardiaca o pericardica.

— Bot. Cellula annessa, cellula che accompagna lo stoma e la cui forma si adatta e si raccorda a quella delle cellule stomatiche.  Cellula apicale, cellula particolare che, all'apice del cenobio, nelle alghe schizoficee, assume una forma caratteristica.  Cellula acquifera, cellula che, per la presenza di speciali sostanze idrofile, è in grado di accumulare notevoli quantitativi d'acqua.  Cellula artificiale, dispositivo costituito da una grossa cellula osmotica formata da una membrana semipermeabile (ferrocianuro di rame) che si comporta come le cellule animali o vegetali, cio่ lascia passare l'acqua ma non i sali in essa contenuti.  Cellula compagna, cellula parenchimatica che, nelle angiosperme, accompagna i tubi cribrosi a cui è intimamente connessa, derivando dalla stessa cellula madre.  Cellula iniziale, cellula che costituisce, da sola, o in un gruppo di cellule simili, l'apice vegetativo di una pianta o di un suo organo.  Cellula madre, cellula dalla quale, per divisione, derivano due o più cellule, come nel caso del polline e delle spore.  Cellula pietrosa.  Cellula stomatica.  Cellula uovo.  Cellula gonotoconte, cellula in cui si compie la meiosi.  Cellula zeugide, cellula specializzata in cui avviene la fusione dei due nuclei di un dicarion.

— Elettr. Cellula fotovoltaica, componente a stato solido per la conversione diretta dell'energia luminosa in energia elettrica, realizzato mediante celle solari..  Cellula fotoelettrica, dispositivo che trasforma un segnale luminoso in segnale elettrico utilizzando l'effetto fotoelettrico esterno o interno: Le cellule fotoelettriche sono utilizzate in radiotecnica, televisione, impianti di allarme e soprattutto nella cinematografia sonora  Cellula di Kerr, sistema di modulazione (ossia di variazione periodica dell'intensità) della luce polarizzata mediante un campo elettrico variabile, basato sul fenomeno di Kerr (rotazione del piano di polarizzazione della luce che attraversa un campo elettrico): La cellula di Kerr viene utilizzata nella trasmissione delle immagini a distanza e nella cinematografia sonora(registrazione).

— Istol. Cellule a, cellule b, ipofisi e  pancreas .  Cellule autoctone, sin. di fibrociti.  Cellule basali, cellule dello strato più profondo degli epiteli pavimentosi composti.  Cellule fisalifore, cellule tondeggianti tipiche del cordoma .  Cellule follicolari, cellule epiteliali ghiandolari che formano strutture follicolari.  Cellule formative, cellule del polo vegetativo dell'uovo costituenti gli elementi formativi dell'uovo.  Cellule giganti, cellule di notevoli dimensioni provviste di molti nuclei, presenti nei tessuti di granulazione di vari processi infettivi.  Cellule gravidiche, cellule che compaiono nel lobo anteriore dell'ipofisi durante la gravidanza.  Cellule figlie, quelle derivanti dalla divisione di una cellula madre.  Cellula migrante o mobile, dotata di mobilità propria: Gli elementi figurati del sangue sono cellule migranti.  Cellula nervosa, il neurone e, per estens., ogni cellula del sistema nervoso.  Cellule sessuali, i gameti.  Cellule lipoidee interstiziali, sin. di   cellule di ciaccio .
 

u Biologia

Lo  studio delle cellule si avvale di numerose tecniche. Le cellule possono essere esaminate vive o uccise (strisci, sezioni), mediante l'uso del microscopio ottico (normale, a luce ultravioletta, a fondo scuro, a contrasto di fase, a luce polarizzata), del microscopio elettronico, della microfotografia e della microcinematografia. La natura chimica dei costituenti cellulari viene studiata dalla citochimica, dalla citofisica e dall'istochimica; la fisiologia cellulare si vale inoltre di tecniche di micromanipolazione e della coltura dei tessuti. Questi diversi metodi rivelano che, nonostante l'estrema varietà di forme e di dimensioni, l'organizzazione generale delle cellule è sempre la stessa; infatti ogni cellula comprende una membrana, un citoplasma e un nucleo. Per quanto riguarda le dimensioni, quelle delle cellule animali sono dell'ordine di 10 m, benchè i protozoi misurino anche 5 mm e l'uovo di pollo 20 mm; quelle delle cellule vegetali sono maggiori variando, in genere, tra 20 e 50 m (la fibra di boehmeria misura però 220 mm). I batteri hanno dimensioni dell'ordine di 1 m. La forma può essere rotondeggiante, stellata, allungata, fusiforme, ecc.

Tutte le cellule si distinguono in eucariote e procariote a seconda che il DNA sia contenuto o meno in un involucro separato dal resto della cellula. La crescita e la riproduzione delle cellule animali e vegetali sono controllabili e modificabili mediante sofisticate tecniche di biologia molecolare e di ingegneria genetica. Le biotecnologie hanno permesso la manipolazione di cellule germinali animali già nel 1983, fino alla clonazione di una pecora nel 1997, che tanto clamore ha suscitato nel mondo (non solo scientifico).

v Costituenti della cellula animale

La  cellula animale è composta da una membrana citoplasmatica, rappresentata da una differenziazione del citoplasma stesso, a cui talvolta viene dato il nome di “strato limitante biologico”; la membrana citoplasmatica circonda il citoplasma. Questo è formato da una sostanza fondamentale, o ialina, in cui sono sospese varie inclusioni. Il citoplasma appare omogeneo, tuttavia è formato da un reticolo di catene proteiche collegate da legami peptidici, disolforici, ecc. il cui numero e la cui natura determinano le proprietà fisiche del citoplasma (viscosità, elasticità). Le inclusioni citoplasmatiche sono di due tipi: le une, attive, comprendono il condrioma e l'apparato del Golgi, i lisosomi, l'ergastoplasma, con i ribosomi; le altre, inerti, il vacuoma, i materiali di riserva, le formazioni di sostegno, i rifiuti, il cui insieme costituisce il paraplasma.

Il nucleo, contenuto nel citoplasma e più rifrangente di questo, è visibile osservando a fresco la cellula. La presenza del nucleo è costante in tutte le cellule e quelle che ne sono prive (emazie dei mammiferi, cellule del cristallino) rappresentano stati adulti particolarmente specializzati. In genere le cellule contengono un solo nucleo, ma le cellule epatiche ne hanno due e i mieloblasti o policariociti del midollo osseo, nonch้ le cellule cancerose, ne hanno parecchi. La forma, le dimensioni e la posizione del nucleo sono variabili e la sua struttura complessa si presenta in maniera diversa a seconda che sia quiescente, cioè in riposo, oppure in attività riproduttiva. In prossimità del nucleo si trova il centrosoma o centro cellulare.

v Fisiologia cellulare

La  cellula è sede di un'attività continua: la maggior parte delle trasformazioni chimiche ed energetiche che avvengono nell'intero organismo hanno sede cellulare. Tra la cellula e il mezzo ambiente, che negli organismi pluricellulari è rappresentato dai liquidi interstiziali, avvengono scambi selettivi sotto varie forme: inglobamento o fagocitosi, diffusione e trasporto attivo attraverso la membrana. Ai due lati della membrana si stabiliscono importanti differenze di concentrazione di composti organici, soprattutto proteine, e inorganici, fra cui importanti il sodio e il potassio, nonchè di cariche elettriche, cui corrisponde una differenza di potenziale.

I prodotti assorbiti vengono depositati nel paraplasma, o partecipano alla sintesi di nuova materia vivente o alla produzione di energia. La sintesi delle proteine e degli enzimi, che determinano a loro volta i caratteri morfologici e funzionali della cellula, avviene sotto il controllo indiretto del nucleo in corrispondenza dei ribosomi. La successione dei diversi amminoacidi nelle catene proteiche viene controllata da due tipi di acido ribonucleico: RNA transfer e RNA messaggero; quest'ultimo viene sintetizzato nel nucleo sullo stampo dell'acido desossiribonucleico (DNA) dei cromosomi.

Nei movimenti cellulari e nelle comunicazioni fra cellula e cellula risulta di particolare importanza la presenza di calcio ionico. In numerose cellule il microscopio elettronico ha messo in evidenza dei microfilamenti che hanno funzione muscolare, composti di actina come le fibrille dei muscoli e attivati dal calcio. Questi, allungando o accorciando uno dei lati della cellula, provocano quei movimenti di ripiegamento, di sovrapposizione e altri, che durante lo sviluppo embrionale permettono la formazione degli organi più complessi (polmoni, pancreas, ghiandole salivari, ecc.). I movimenti cellulari consentono anche la separazione delle due cellule figlie dopo la mitosi e lo spostamento delle cellule isolate mobili (spermatozoi, leucociti).

Sono stati inoltre messi in evidenza microtubuli che servono di appoggio ai microfilamenti come le ossa ai muscoli. Dal punto di vista biochimico, i microtubuli, come i microfilamenti e altri organi della cellula, richiedono l'intervento, oltre che degli ioni calcio, dell'AMP ciclico, delle fosforilasi, ecc.

La trasmissione sinaptica dell'influsso nervoso, la funzione dei mediatori chimici (noradrenalina, acetilcolina, serotonina, ecc.), la coordinazione dei battiti delle cellule cardiache, la distribuzione degli ioni e dei potenziali elettrici nei tessuti sono tutti fenomeni che richiedono comunicazioni fra cellule contigue. Allorchè due cellule sono in contatto, si formano dei pori di giunzione sufficienti per consentire il passaggio, dall'una all'altra, di molecole con massa vicina a 104. Ma appena le due cellule sono separate, i pori si chiudono e la membrana torna a essere in gran parte impermeabile.

La produzione di energia nelle cellule aerobie (cioè che utilizzano ossigeno) avviene mediante l'ossidazione dei composti organici; l'intensità di questo processo determina il consumo di ossigeno e il potenziale di ossidoriduzione della cellula; la fase finale del processo si svolge nei mitocondri, nelle cui pareti sono contenuti gli enzimi, fra i quali quelli della catena respiratoria, che attivano il ciclo di ossidazione, noto come ciclo di Krebs. L'energia prodotta viene accumulata sotto forma di composti fosforici ad alto contenuto energetico (ATP).

A sua volta la cellula libera una quantità importante di energia, sotto forma di calore, lavoro meccanico, energia chimica, ecc. I vari tipi di cellule specializzate sono sedi di particolari processi; così, per es., le cellule secretrici, le cellule nervose, le fibre muscolari, ecc.

La fisiologia della cellula, e la sua stessa esistenza, è un esempio tipico di omeostasi, cioè della proprietà di mantenere condizioni interne costanti, nella fattispecie fisiche e chimiche, indipendentemente dall'ambiente. Nondimeno la fisiologia della cellula è ampiamente regolata da fattori esterni (stimoli) sia ambientali, sia propri dell'organismo, nervosi o ormonali, nonch้ dall'interazione con le cellule adiacenti.

La proprietà più importante delle cellule è la capacità di riprodursi: il ciclo cellulare si articola principalmente in due fasi, il primo detto interfase (in cui la cellula raddoppia di dimensioni) e il secondo di divisione in due cellule figlie (per mitosi o per meiosi). Si possono distinguere due tipi di morte cellulare: la necrosi, causata da fattori esterni, coinvolse tutte le cellule della zona interessata dalla lesione; l’apoptosi , programmata geneticamente in ogni singola cellula, assicura lo sviluppo dei tessuti e il ricambio delle cellule vecchie con le nuove.

La cellula è sede di movimenti, strettamente legati alla struttura cellulare, che possono essere interni (ciclosi), di sue appendici (movimenti ciliari e flagellari) o globali (movimenti ameboidi, movimenti legati alle variazioni di turgescenza della cellula, contrazioni, in particolare contrazione muscolare).

v Costituenti della cellula vegetale

Le  cellule vegetali, pur avendo fondamentalmente la medesima organizzazione di quelle animali, ne differiscono soprattutto per la presenza, in più di una parete cellulare, di plastidi e di grossi vacuoli.

La parete cellulare delimita ogni cellula vegetale di cui rappresenta una parte non vivente, che avvolge il protoplasto e che è costituita da pectina o da lignina, chitina, ecc. Talora le cellule vegetali sono prive di parete (missomiceti, gameti e zoospore di alghe e funghi inferiori), oppure ne sono parzialmente delimitate. La parete tra cellule contigue è attraversata da molti canali (porocanali) nei quali si spinge la linfa, in modo da consentire una diretta connessione tra le cellule.

I plastidi sono organuli citoplasmatici caratteristici delle piante e assenti solo nei batteri, nelle alghe azzurre e nei funghi. Possono essere suddivisi in cloroplasti, contenenti clorofilla e fotosinteticamente attivi, cromoplasti contenenti carotina e leucoplasti privi di pigmenti.

I vacuoli sono formazioni citoplasmatiche apparentemente cave, delimitate da una membrana e contenenti varie sostanze (lipidi, zuccheri, proteine, pigmenti, ecc.) disciolte nel succo vacuolare, oppure addensate in formazioni cristalline o subcristalline (granuli di aleurone, cristalli di ossalato di calcio, ecc.).

I numerosi studi condotti in questi anni sulla cellula vegetale hanno messo in evidenza fra l'altro: la parziale indipendenza del cloroplasto dal resto della cellula; il ruolo dei microtubuli nell'orientare la deposizione delle fibrille di cellulosa nella parete; il significato fisiologico di organuli coinvolti nel metabolismo ossidativo, quali i gliossisomi e i perossisomi.

Infine, nelle cellule dei vegetali contenenti clorofilla, questa è ordinata nel plastidioma dove avviene l'importante reazione che utilizza l'energia luminosa per la sintesi degli idrati di carbonio a partire dal biossido di carbonio e dall'acqua.

u Elettrotecnica

Le  cellule o celle fotoelettriche sono essenzialmente di tre tipi: quelle fotoemissive sono formate da una piastra di metallo alcalino davanti alla quale sta una reticella metallica, il tutto in un'ampolla a vuoto: la luce, colpendo il metallo alcalino attraverso la reticella, determina l'emissione di elettroni che vanno a colpire la reticella posta a potenziale positivo; l'intensità di corrente elettrica è proporzionale al flusso energetico incidente. Nelle cellule fotoresistenti uno strato di selenio o di solfuro di cadmio è depositato su una base isolante, fra due elettrodi. La luce, cadendo sullo strato deposto, ne fa variare la resistenza; una tensione applicata ai due elettrodi dà luogo a una corrente la cui intensità varia in funzione della luminosità.