APPARATO TEGUMENTARIO Prof ssa Carolina Sementa 1 2

APPARATO TEGUMENTARIO Prof. ssa Carolina Sementa 1

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L’apparato tegumentario è un organo degli animali vertebrati che ricopre completamente la superficie del corpo ed è composto da uno strato relativamente spesso di tessuto che protegge i muscoli e gli organi sottostanti. E’ costituito • dalla cute o pelle che ha uno spessore variabile da 0, 5 mm sulle palpebre a 4 mm o più sulle palme delle mani e sulle piante dei piedi • dagli annessi cutanei, unghie, peli e ghiandole della pelle 5

FUNZIONI • 1. Difesa dalle lesioni e da eventuali attacchi esterni (microrganismi, temperature molto elevate o molto basse, raggi ultravioletti). • 2. Assorbimento, in quanto attraverso la pelle possono penetrare selettivamente sostanze diverse. Tale proprietà è sfruttata in campo farmacologico. • 3. Escrezione (eliminazione) delle sostanze di rifiuto. • 4. Regolazione della temperatura corporea grazie all’attività delle ghiandole sudoripare. • 5. Sensoriale 6

LA CUTE Costituita da due strati sovrapposti, l’epidermide all’esterno e il derma sottostante E’ formata da vari strati di cellule epiteliali ( di solito cinque) che, andando dal basso verso l’alto, diventano sempre più appiattite e meno vitali. 7

Lo strato più profondo è lo strato germinativo, formato da cellule che si riproducono attivamente e rinnovano l’epidermide; mano che si sale verso l’alto, le cellule si appiattiscono, accumulano nel loro interno una sostanza proteica, la cheratina, e proteggono gli strati più interni. Lo strato più superficiale (strato corneo) è costituito da cellule morte piene di cheratina, che si squamano e si staccano in continuazione, lasciando posto a nuove cellule. Nell’epidermide profonda sono presenti i melanociti Strato corneo Strato germinativo 8

IL DERMA Il derma è lo strato connettivo sotto l’epidermide, ricco di capillari sanguigni e di fibre nervose sensitive. La sua funzione principale è quella di nutrire e ossigenare la soprastante epidermide, sprovvista di vasi. In esso sono presenti le ghiandole sudoripare, i bulbi piliferi e le terminazioni nervose. Nel derma si trovano ricettori sensoriali, una sorta di “sensori”, che ci permettono di stabilire se un corpo è caldo, freddo, liscio, ruvido ecc. ; queste informazioni costituiscono il senso del tatto. I recettori sensoriali non sono distribuiti in modo uniforme su tutta la cute, ma sono più numerosi sui polpastrelli delle dita delle mani, sulla bocca e sul viso. 9

Il derma è anche coinvolto nel processo di termoregolazione; la cute svolge un ruolo fondamentale, cioè collabora, nel mantenere costante la temperatura corporea. Il derma, infatti, regola l’afflusso del sangue alla superficie del corpo; quando fa freddo, i capillari che fittamente irrorano il derma si contraggono, facendo arrivare meno sangue alla superficie e più sangue al centro del corpo; in questo modo, il calore viene mantenuto all’interno dell’organismo e non disperso in superficie. Viceversa, quando la temperatura esterna è molto alta, il sangue, come in un radiatore, affluisce alla cute per disperdere il calore in eccesso, aiutato in questo anche dalla sudorazione assicurata dalle ghiandole sudoripare. 10

Al di sotto del derma c’è un tessuto connettivo detto ipoderma o tessuto sottocutaneo molto ricco di cellule adipose con funzione di riserva di grassi e di isolamento termico. Inoltre vi è pure la funzione di riserva di energia per il corpo interno. 11

I COLORI DELLA PELLE I diversi colori della pelle dipendono dalla quantità di melanina prodotta da particolari cellule che si trovano negli strati più profondi dell’epidermide, i melanociti. Nelle popolazioni di pelle “bianca” la melanina è poca, mentre è abbondante nella pelle delle popolazioni africane ed è intermedia nella pelle delle popolazioni asiatiche. I melanociti sono più stimolati a produrre melanina quando ci esponiamo alle radiazioni solari. La funzione dell’abbronzatura è proteggere la pelle dai raggi ultravioletti (UV), una componente della luce solare, impedendo che penetrino in profondità e la distruggano: i raggi UV possono infatti provocare ustioni e alcune forme di tumore. 12

ANNESSI CUTANEI I peli e le unghie, anche se sembrano diversi, sono tutti prodotti dal’epidermide e costituiti principalmente di cheratina. I peli sono il residuo della pelliccia che ricopriva un tempo i nostri progenitori; hanno perso in parte la loro funzione protettiva, tranne nel caso di ciglia, sopracciglia e capelli, ma continuano a essere distribuiti su tutto il corpo, a eccezione di labbra, palmi delle meni e piante dei piedi. 13

I peli . Svolgono la funzione di protezione della pelle e la funzione sensoriale La parte de pelo che sporge dalla pelle è il fusto, formate da cellule morte ricche di cheratina; il pelo prosegue nello spessore del derma all’interno di una cavità, detta follicolo pilifero, fino a un rigonfiamento, il bulbo pilifero. Sono le cellule vive del bulbo, moltiplicandosi, a spingere verso l’alto le cellule morte così che il pelo possa crescere. Il bulbo pilifero è collegato a un piccolissimo muscolo erettore del pelo. In certi casi, per esempio quando fa freddo o abbiamo paura, questo muscolo si contrae sollevando il pelo e dando origine al fenomeno della “pelle d’oca”. Nella specie umana, il colore e la forma del capello, sono caratteristici delle diverse razze. 14

Le unghie a tegola, piatte, sono caratteristiche dei Primati, uomo compreso. Esse rivestono la parte terminale delle dita delle mani e dei piedi proteggendole, rendendole più rigide e resistenti. Sono costituite da cellule morte ricche di cheratina. Sono costituite da una lamina di cheratina, appoggiata su una matrice che permette all’unghia di crescere in continuazione. La loro radice, nascosta sotto la pelle, è formata da cellule vive che si moltiplicano di continuo spingendo le cellule morte, riempite di cheratina, verso la punta del dito. L’arco biancastro che si vede alla base dell’unghia che è detto lunula, è una piccola porzione della matrice. 15

. LE GHIANDOLE Le ghiandole sono organi formati da tessuto ghiandolare costituito da cellule che producono ed emettono particolari sostanze dette secreti. Si dividono in: esocrine ed endocrine. • Le ghiandole endocrine sono sprovviste di dotti escretori, riversano i loro prodotti di secrezione, rappresentati dagli ormoni, nei capillari sanguigni. 16

• Le ghiandole esocrine sono anche dette ghiandole a secrezione esterna, esse riversano il loro contenuto sulla superficie esterna del corpo, ad esempio le ghiandole sebacee o sudoripare Le ghiandole sebacee ricoprono l'epidermide di un sottile strato di grasso (sebo) che grazie alle sue proprietà chimiche difende la pelle da infezioni soprattutto micotiche e la rende morbida. 17

• Le ghiandole sudoripare Ciascuno di noi possiede circa 3 milioni di ghiandole sudoripare e, a differenza di molti altri animali, tali ghiandole sono distribuite su tutta la superficie del corpo, anche se con densità diversa. Inoltre, la loro attività è intermittente; ciascuna ghiandola sudoripara alterna infatti periodi di quiescenza con altri di attività. La funzione principale delle ghiandole sudoripare è legata al loro notevole contributo nella termoregolazione. Grazie al sudore ed alla vasodilatazione cutanea, la temperatura corporea può rimanere relativamente costante anche in ambienti particolarmente caldi. E' molto importante tenere presente che il sudore, da solo, non è sufficiente per raffreddare il corpo; affinché si abbia termodispersione è necessario che tale liquido evapori. Infatti il sudore, passando dallo stato liquido allo stato di vapore, sottrae calore al corpo. Il sudore è composto principalmente da acqua, ma contiene anche altre sostanze tra cui ammoniaca e sali minerali. 18

L’EVOLUZIONE DELL’APPARATO TEGUMENTARIO Nell’uomo il sistema di rivestimento svolge funzione di protezione, di escrezione, di termoregolazione e sensoriale; attraverso apposite cellule, recettori, sparse sulla superficie. Ma anche tutti gli altri animali sono rivestiti dalla pelle: tuttavia, se osserviamo un serpente, un’aquila, un pesce e un mammifero terrestre, ci rendiamo subito conto dell’enorme differenza del loro rivestimento. Questo dipende dalle modificazioni che gli animali hanno subito nel corso dei millenni per sfruttare al meglio l’ambiente in cui si trovano a vivere, cioè il loro “adattamento”. Negli animali questo sistema può svolgere anche altre funzioni: può infatti servire per la respirazione, per la nutrizione. 19

• Organismi Unicellulari • Il Rivestimento e’ costituito dalla membrana cellulare che svolge funzione di scambio di sostanze nutritive e di scarto • Nei Protozoi la membrana ha la capacita’ di avvertire il contatto con qualcosa di estraneo e, se fornita di ciglia o flagelli, consente il movimento (funzione difensiva e motoria). • Organismi Pluricellulari Possono presentare particolari strutture per la difesa e l’attacco (funzione difensiva e offensiva). amoeba proteus 20

INVERTEBRATI Negli Invertebrati l’epidermide è, in genere, formata da un solo strato e può servire per il movimento, la respirazione e l’escrezione. Protezioni particolari del corpo sono l’esoscheletro degli Artropodi, una spessa cuticola prodotta dall’epidermide e la conchiglia dei Molluschi. 21

VERTEBRATI L'organizzazione dell'epidermide e gli annessi cutanei si modificano notevolmente in relazione al passaggio dei Vertebrati dalla vita acquatica alla vita terrestre e alla termoregolazione. Nei Vertebrati il rivestimento prende il nome di pelle o cute ed è formato da vari strati di cellule. Le cellule dello strato corneo contengono la cheratina, una particolare proteina che rende la pelle più o meno impermeabile all’acqua, a seconda dell’ambiente in cui l’animale vive e, di conseguenza, della maggiore o minore necessità di limitare la perdita d’acqua. Derivati dello strato corneo sono gli annessi cutanei: peli, unghie, squame, corna, becco, cresta, zoccoli, penne. 22

Nei Pesci, dominatori del mare, la pelle , che contribuisce a regolare gli scambi tra organismo e ambiente, è ricoperta di scaglie a forma di dentelli rigidi, che le danno un aspetto ruvido, simile alla carta vetrata e che svolgono un’importante funzione di protezione. Inoltre, vi sono numerosissime ghiandole che secernono una sostanza viscida, adatta a far scivolare il corpo nell’acqua, con la minor resistenza possibile. Negli Anfibi, a cavallo tra terra e acqua, la pelle è nuda e svolge anche funzione respiratoria; inoltre è dotata di numerose ghiandole che secernono muco e la mantengono umida. 23

Nei Rettili, i conquistatori delle terre emerse, la pelle è spessa e ricoperta di squame cornee, che proteggono l’animale e riducono la perdita d’acqua per traspirazione. Un fenomeno che interessa molti rettili è quello della muta, che consiste nel ricambio delle cellule dello strato corneo. Negli Uccelli, i dominatori dell’aria, gli annessi cutanei più evidenti sono il becco e il piumaggio che ricopre tutto il corpo. Quest’ultimo comprende le piume, distribuite un po’ su tutto il corpo, che proteggono l’animale dal freddo e mantengono il calore corporeo e le penne, distribuite sulle ali e sulla coda, che servono per il volo. 24

I mammiferi occupano ambienti diversissimi per quanto riguarda il clima, andando dai freddi estremi al caldo torrido dei deserti. Per questo il loro rivestimento è molto diversificato e svolge soprattutto una funzione di regolazione termica. Molti mammiferi che vivono in climi freddi sono rivestiti di folte pellicce fatte di lunghi peli: gli yak che vivono nelle regioni tibetane ad alta quota, o i cammelli che abitano i deserti dell’Asia centrale, freddi d’inverno e caldissimi d’estate. In questo caso il pelo riduce lo scambio di calore, in uscita d’inverno e in ingresso d’estate. I peli inoltre sono associati a ghiandole che secernono una sostanza oleosa che li rende impermeabili alla pioggia e alla neve. 25

I peli, in qualche caso, hanno funzione tattile, come i baffi del gatto. In alcuni animali i peli possono trasformarsi in aculei, come nel riccio e nell’istrice, usati come arma da difesa, o in setole, come nel maiale e nel cinghiale. Altre formazioni tipiche dei mammiferi sono le unghie e le corna. Le unghie si differenziano notevolmente, formando artigli, come nei felini, per catturare le prede e arrampicarsi; zoccoli, come nei grandi erbivori, adatti alla corsa veloce su lunghe distanze o lamine. 26

VERTEBRATI • Pesci Squame • Anfibi Pelle liscia, sottile, umida • Rettili • Uccelli Squame Piume Mantello • Mammiferi Squame Idrodinamicità Respirazione Piume Impermeabilizzazione Protezione da perdita di acqua Volo Mantenimento Temperatura Protezione dal Freddo Peli Unghie, Artigli, Zoccoli 27