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H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, G. Flores
Invito alla
biologia.blu
C – Il corpo umano
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I sistemi scheletrico
e muscolare
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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.
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Il sistema scheletrico
Scheletro assile: cranio,
colonna vertebrale,
gabbia toracica.
Proteggono tessuto
nervoso, cuore e polmoni.
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Il sistema scheletrico
Scheletro appendicolare: ossa
degli arti e quelli che li
connettono allo scheletro
assile come scapole, clavicole.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Il sistema scheletrico
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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.
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Il sistema scheletrico
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Il sistema scheletrico
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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.
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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.
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Il sistema scheletrico
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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.
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Le articolazioni
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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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Il sistema muscolare
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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.
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Il sistema muscolare
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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.
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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.
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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.
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Il sistema muscolare
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Il sistema muscolare
Lo ione calcio è
responsabile della
contrazione, il
segnale proviene
dal neurone
motorio.
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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.
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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.
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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.
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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.
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