1 H Curtis N S Barnes A Schnek
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H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, G. Flores Invito alla biologia. blu C – Il corpo umano 2
I sistemi scheletrico e muscolare 3 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Endoscheletro: struttura di sostegno all’interno del corpo. È formata da 206 ossa e 68 articolazioni. Ci sono 27 ossa per ciascuna mano, 26 ossa per ciascun piede e 36 vertebre separate da dischi cartilaginei. Sostiene il peso del corpo, permette i movimenti e protegge gli organi interni. 4 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Scheletro assile: cranio, colonna vertebrale, gabbia toracica. Proteggono tessuto nervoso, cuore e polmoni. 5 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Scheletro appendicolare: ossa degli arti e quelli che li connettono allo scheletro assile come scapole, clavicole. 6 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Le vertebre: • 7 cervicali - in tutti i mammiferi, la prima e la seconda permettono l’articolazione con il cranio e i movimenti del collo; • 12 toraciche - formano la gabbia toracica, insieme a costole e sterno, a queste vertebre si articolano tutte le 12 paia di costole (dette vere, spurie e fluttuanti); • 5 lombari - sono le più robuste, spesso i dischi intervertebrali fatti al 90% di acqua si disidratano e induriscono, favorendo l’ernia discale; • 5 sacrali - fuse nell’osso sacro; • 3 -5 coccigee - rappresentano la nostra «coda vestigiale» , non ha alcuna funzione, ma è omologa alla coda di altri vertebrati. 7 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Classificazione delle ossa in base alla forma: piatte, sono sottili, ma robuste; irregolari come le vertebre; lunghe; brevi, come polsi e caviglie. 8 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Sulle ossa ci sono solchi e creste passaggio di grossi vasi si inseriscono tendini e legamenti Tessuto osseo spugnoso, ricco di trabecole ossee e con parti lacunose. compatto, matrice più densa. Si trova nelle diafisi, e nelle lamine esterne delle ossa piatte. 9 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Le ossa lunghe: • epifisi - estremità dell’osso, sono formate da tessuto spugnoso, contengono midollo osseo rosso; • diafisi - porzione centrale, cavità midollare con midollo osseo rosso nel bambino, giallo nell’adulto; • metafisi - porzione intermedia tra epifisi e diafisi, qui avviene il processo di crescita dell’osso. 10 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Periostio, guaina di tessuto connettivo denso irregolare, protegge l’osso, passano nervi e vasi. Endostio, sottile membrana che contiene strato di cellule che formano o distruggono l’osso. 11 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Crescita delle ossa: • condrociti, cellule cartilaginee che si dividono continuamente; • porzione diafisaria, cartilagine sostituita da tessuto osseo. La crescita è proporzionale al diametro: l’osso si accresce disponendo nuova matrice esterna, gli osteoclasti distruggono il tessuto osseo adiacente alla cavità interna. 12 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico 13 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Nella testa ci sono 22 ossa piatte e rotonde suddivise in craniche e facciali. Le ossa craniche proteggono l’encefalo, quelle facciali sostengono i muscoli del viso e i denti. Si incastrano tramite le suture, articolazioni fisse non deformabili nell’adulto; nel neonato ci sono 6 fontanelle, tratti di cartilagine tra le ossa. Le meningi rivestono il cranio internamente, i seni sono cavità vuote che alleggeriscono il peso del cranio, umidificano e riscaldano l’aria in entrata e sono cassa di risonanza nell’emissione di suoni. 14 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico 15 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico 16 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Cellule che modellano le ossa: • osteoprogenitrici, cellule staminali dell’osso che mantengono la capacità di dividersi; • osteoblasti, si originano dalla mitosi delle prime, producono la matrice extracellulare ossea; • matrice extracellulare ossea, è formata per 50% da sali minerali, 50% acqua e fibre collagene; • osteociti, osteoblasti al culmine del processo, intrappolati nelle lacune; • osteoclasti, nell’endostio, demoliscono l’osso quando c’è bisogno di sali minerali dalla matrice. 17 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico L’osso compatto è formato da osteoni: lamelle di matrice extracellulare concentriche con osteociti. Tra cellule e lacune si formano dei canalicoli. I vasi sanguigni e linfatici entrano nell’osso dal periostio sfruttando i canali perforanti (o di Volkmann) perpendicolari alla diafisi; mentre i canali centrali (di Havers) sono paralleli alla lunghezza dell’osso. L’osso spugnoso è formato da trabecole, colonne ossificate di matrice extracellulare e osteociti. Le cellule si trovano in lacune e comunicano con canalicoli. 18 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico 19 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico Rimodellamento delle ossa: ogni anno viene rinnovato il 10% del nostro tessuto osseo. Viene distrutta la matrice vecchia (osteoclasti) e deposta quella nuova (osteoblasti). Il rimodellamento è stimolato da stress da carico e attività fisica. Se prevale la demolizione, si rischia l’osteoporosi, incentivata da fattori genetici, fumo, alcol, consumo insufficiente di calcio, ormoni, farmaci e vita sedentaria. 20 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Le articolazioni sono il punto di incontro tra le ossa, sono più o meno flessibili o stabili. Possono permettere i movimenti (sinartrosi) o non permetterli (diartrosi). Sono classificate in base al tipo di tessuto connettivo. 21 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Le articolazioni Articolazioni fibrose: hanno tessuto ricco di fibre collagene, vengono chiamate anche suture, movimento scarso o nullo. Articolazioni cartilaginee: ossa separate da cartilagine fibrosa o ialina, sono poco mobili. Articolazioni sinoviali: spazio ben delimitato tra due ossa, detto cavità sinoviale che contiene del liquido, molto flessibili, buona mobilità (ginocchio e spalla). 22 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Le articolazioni Articolazioni sinoviali: • la capsula articolare contiene l’articolazione, e la cartilagine articolare, che riveste le porzioni distali delle ossa, serve a ridurre l’attrito; • il liquido sinoviale nutre i condrociti e ne rimuove i metaboliti, dopo un trauma aumenta di volume e gonfia la parte lesa; • i menischi sono dischi accessori di cartilagine fibrosa, che favoriscono l’adattamento tra superfici; le borse sono piccole sacche con liquido per proteggere da sfregamento. 23 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare I muscoli sono costituiti da cellule allungate dette fibre muscolari o fibrocellule muscolari lisce. Nelle cellule ci sono le miofibrille, proteine per la contrazione del muscolo. Si suddivide in scheletrico, striato e volontario; cardiaco che è striato, ma involontario; liscio e involontario, localizzato negli organi interni, permette il flusso di liquidi tra cavità corporee. 24 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare I muscoli scheletrici mantengono la postura, regolano la temperatura corporea e permettono la comunicazione non verbale. Sono attaccati alle ossa mediante tendini e la loro meccanica si basa su coppia agonista/antagonismo ossia un muscolo si contrae, l’altro si flette. 25 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare La contrazione è un meccanismo «tutto o niente» , ogni fibra si contrae o non si contrae. Controllo sulla forza che dipende dalla frequenza dello stimolo nervoso e dal numero di fibre coinvolte. Vi è una fase di eccitazione seguita da rilassamento, Per mantenere la postura ho alternanza di contrazione e rilassamento che determina il tono muscolare. Tetano completo o incompleto: quando la frequenza è così alta da non permettere il rilassamento. 26 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare 27 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare Ogni fibra muscolare è una cellula plurinucleata la cui membrana si chiama sarcolemma. Nel citoplasma ci sono le miofibrille parallele alla lunghezza della cellula. Ogni miofibrilla, composta da unità dette sarcomeri, è circondata dal reticolo sarcoplasmatico, attraversato da tubi trasversali (sistema T). Ogni sarcomero è formato da filamenti spessi, costituiti da miosina e filamenti sottili di actina. La linea Z è una zona proteica alla quale sono ancorati i filamenti sottili di sarcomeri adiacenti. 28 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare 29 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare La contrazione muscolare dipende dall’interazione di actina e miosina. I filamenti spessi si attaccano a quelli sottili tirandoli verso il centro del sarcomero. 30 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare I filamenti sottili sono ancorati alla linea Z. Le teste della miosina agiscono come enzimi che scindono ATP in ADP fornendo energia. Le teste della miosina si agganciano all’actina formando un ponte trasversale, la rapida sequenza di aggancio-sgancio fa muovere i filamenti l’uno sull’altro. 31 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare ATP: la sua idrolisi fornisce l’energia necessaria e il suo arrivo libera la testa della miosina dal legame con l’actina per il ciclo successivo. Troponina: aggregati globulari presenti sulla tropomiosina. Il legame con il calcio ne modifica la conformazione, allontanando la tropomiosina dai siti per la formazione del ponte trasversale. Tropomiosina: simili a funi sono poste lungo l’actina e bloccano i siti di legame per la formazione dei ponti con la miosina. 32 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare 33 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare Lo ione calcio è responsabile della contrazione, il segnale proviene dal neurone motorio. 34 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare Plica giunzionale: solco nella superficie di una fibra muscolare dove si inseriscono le terminazioni del neurone. Acetilcolina: stimola reticolo sarcoplasmatico a liberare ioni calcio. Unità motoria: assone di un singolo neurone motorio + fibre innervate. Il numero di fibre per unità è inversamente proporzionale alla precisione di controllo. 35 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare Il muscolo può accumulare ATP solo per 5 secondi e se la procura in tre modi: scissione di creatinfosfato e ADP in creatina e ATP, utile per 15 secondi, si trova nel muscolo; respirazione aerobia, nei mitocondri, utilizza ossigeno e glucosio producendo 36 molecole di ATP, diossido di carbonio e acqua, lento e usato quando siamo a riposo; glicolisi anaerobia, per avere ATP in breve tempo, e quando non sono presenti quantità adeguate di ossigeno e glucosio, produce acido lattico. 36 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare Il muscolo cardiaco contiene miofibrille di actina e miosina per questo è striato. Le cellule hanno un unico nucleo e le fibre sono interconnesse tra di loro a livello di dischi intercalari, porzioni di sarcolemma ispessito con giunzioni comunicanti. Il muscolo cardiaco è caratterizzato da autocontrattilità. Frequenza nell’uomo adulto di circa 70 battiti al minuto a riposo e involontario , consuma molta ATP grazie alla respirazione aerobia. 37 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare Nel muscolo liscio non ci sono sarcomeri e non ha le striature. Le cellule hanno un nucleo centrale e miofibrille connesse e in grado di contrarsi. La contrazione è più lenta e lunga. Un movimento tipico è la peristalsi, ossia la progressione del cibo nell’intestino. Esistono fibre muscolari lisce isolate, come quelle dei bulbi piliferi. 38 Curtis et al. Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2012
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