Dall’organismo alla cellula:
una struttura gerarchica
Gli animali sono dotati di un’organizzazione
strutturale di tipo gerarchico
A Livello di cellula
Cellula muscolare
B Livello di tessuto
Tessuto muscolare
C Livello di organo
Cuore
D Livello di sistema
Sistema cardiovascolare
E Livello di organismo
Il risultato dell’interazione
di molti sistemi
Organismo animale
è costituito da
un insieme di
nervoso
endocrino
circolatorio
digerente
riproduttivo
Sistemi
Apparati
immunitario
respiratorio
escretore
locomotore
Organi
tegumentario
formati da
Tessuti
di diversi tipi
epiteliale
connettivo
nervoso
muscolare
sangue
costituiti da cellule con struttura e
funzione comune
Cellule
Con quale strumento possiamo osservare le cellule?
Con il microscopio
Il microscopio: i primi modelli
Il padre della microscopia, Anton van
Leeuwenhoek of Holland, cominciò come
apprendista in un emporio dove le lenti di
ingrandimento erano usate per osservare
la trama delle stoffe
Il primo microscopio
documentato fu costruito da
Zacharias e Hans Janssen nel
1595.
Robert Hooke: il padre della “cellula”
Fu chimico, matematico, fisicio ed inventore.
Fu la prima persona ad usare il termine cellula per identificare strutture
microscopiche simili a pori osservati in una fetta sottile della corteccia
suberificata di una quercia.
Micrographia (1665)
è il primo libro che
nel quale sono
descritte le
osservazioni
compiute attraverso
un microscopio
L’evoluzione del microscopio nei secoli
micro.magnet.fsu.edu/primer/museum/
Il microscopio ottico nel XX secolo
Oculare
Obiettivo
x scegliere
l’ingrandimento
Tavolino traslatore
x osservare il
preparato
Vite macrometrica
x mettere a fuoco
l’immagine
Vite micrometrica
Illuminazione
Il microscopio elettronico a scansione
Ecco l’immagine
tridimensionale
delle cellule del
sangue !
Prendiamo
una goccia
di sangue...
la osserviamo al microscopio
elettronico a scansione...
La cellula animale: ripassiamo la sua
struttura e le funzioni degli organelli cellulari
3
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7
2
6
1
Cellula: ripassiamo struttura e funzioni
1  membrana plasmatica: confine tra citoplasma ed esterno; è costituita da
fosfolipidi e proteine; regola la comunicazione tra interno ed esterno
2 citoplasma: contiene gli organelli cellulari
3  nucleo: contiene l’informazione genetica sotto forma di DNA; ospita RNA
durante il processo di trascrizione
4  mitocondri: producono l’energia (molecole di ATP) necessaria alla vita
della cellula
5  reticolo endoplasmatico rugoso: ospita i ribosomi, organelli deputati alla
sintesi delle proteine
6 Apparato di Golgi: sede di glicosilazione delle proteine che andranno sulla
membrana cellulare o che verranno secrete
7  lisosomi: contengono enzimi tra i quali le proteasi che svolgono la funzione
di scindere i legami peptidici nelle proteine
Visualizzazione di alcune strutture cellulari
utilizzando coloranti fluorescenti
DNA (blu)
Microtubuli del
citoscheletro (verde)
Mitocondri (arancio)
A che cosa dà origine un insieme di cellule
che svolgono la stessa funzione?
Ad un TESSUTO
I tessuti sono composti da gruppi di cellule
simili, specializzate, che hanno cioè una
struttura particolare che consente loro di
svolgere un compito preciso.
Negli animali sono presenti quattro tipi di
tessuto: epiteliale, connettivo, muscolare e
nervoso.
Tessuto epiteliale o epitelio
Costituito da cellule di forma poligonale disposte una accanto all’altra.
Riveste le superfici corporee, le cavità comunicanti con l’esterno e gli organi
interni
Il tessuto epiteliale svolge funzioni di
protezione, secrezione e scambio
Superficie libera dell’epitelio
Membrana basale
(matrice)
Nuclei
delle cellule
A Epitelio squamoso semplice
(rivestimento interno degli alveoli polmonari)
B Epitelio cubico semplice
(che forma un dotto renale)
D Epitelio squamoso stratificato
(rivestimento interno dell’esofago)
Strato di
cellule morte
Cellule epiteliali
in rapida divisione
C Epitelio cilindrico semplice
(rivestimento interno dell’intestino)
Colonizzata SEM
Tessuto
sottostante
Strato germinativo E Epitelio squamoso stratificato
(pelle umana)
Tessuto nervoso
Costituito da cellule nervose.
Trasmette le informazioni da una parte all’altra del corpo sotto forma di
impulsi nervosi.
Percepisce gli stimoli, determina e dirige le risposte ad essi e fa sì che le varie
parti del corpo agiscano come un insieme coordinato.
assone
corpo cellulare
dendriti
Tessuto muscolare
Permette il movimento del corpo, la respirazione, il battito cardiaco...
3 tipi di tessuto muscolare:
striato  tipico dei muscoli volontari Es bicipite
liscio  tipico dei muscoli involontari Es. muscolatura dello stomaco
cardiaco  è di tipo striato, pur essendo presente in un muscolo
involontario quale il cuore
Unità di contrazione
muscolare
Fibra muscolare
Fibra
muscolare
Giunzione tra due cellule
Nucleo
Nucleo
Fibra muscolare
Nucleo
B Muscolo cardiaco
A Muscolo scheletrico
C Muscolo liscio
I 3 tipi di tessuto muscolare
Tessuto
muscolare
cardiaco
Tessuto muscolare striato
Tessuto muscolare liscio
Il muscolo è un insieme di fibre muscolari
Meccanismo della contrazione muscolare
Il tessuto connettivo:
tiene uniti gli altri tessuti e li sostiene
Gocciole
di grasso
Cellule cartilaginee
C Tessuto adiposo
Nucleo
della cellula
Matrice
D Tessuto cartilagineo
(parte terminale di un osso)
Fibre di collagene
B Tessuto connettivo fibroso
(forma tendini e legamenti)
Cellula
Fibra di collagene
Fibre elastiche
Canale centrale
Globuli bianchi
Matrice
Cellule ossee
Globulo
rosso
E Tessuto osseo
Plasma
A Tessuto connettivo lasso
(strato sottocutaneo)
F Sangue
A) Tessuto connettivo lasso: le fibre di collagene
Costituito da cellule (fibroblasti) e di materiale secreto dalle cellule (matrice) .
La matrice è costituita da materiale proteico fibroso chiamato collagene, dotato
di grande resistenza alla trazione.
Es. nel derma, consente
di connettere il tessuto
epiteliale con il tessuto
muscolare.
B) Tessuto connettivo fibroso:tendini e legamenti
Contiene fasci paralleli di fibre di collagene strettamente impacchettati.
Tale struttura rende il tessuto molto resistente e poco elastico.
Si trova in:
Tendini  collegano i muscoli alle ossa
Legamenti  collegano le ossa tra loro
C) Tessuto adiposo
Contiene grasso; protegge ed isola il corpo; fornisce energia
D) Tessuto cartilagineo o cartilagine
Forma
un
materiale
resistente ma flessibile.
scheletrico
Circonda le estremità delle ossa
Dà sostegno a naso e orecchie
Presente in dischi intervertebrali, in
trachea...
Le cellule rimangono
segregate entro una matrice
costituita da fibrille di
collagene annegate in un
materiale molto denso e
resistente alla
compressione, formato da
polisaccaridi coniugati a
proteine.
E) Tessuto osseo
Tessuto connettivo rigido costituito da una forma particolare di fosfato di
calcio (idrossiapatite).
3 diversi tipi di cellule (osteoblasti, osteociti ed osteoclasti)
rimaneggiamento dell’osso durante crescita
Funzioni: sostegno; riserva di calcio e di fosfati
Le ossa sono formate da un
unità strutturali formate da
strati concentrici di matrice
che delimitano un canale
centrale cavo contenente vasi
sanguigni e nervi.
F) Un tessuto connettivo un po’ speciale: il sangue
eritrociti
Plasma:
matrice liquida
costituita da
acqua, sali e
proteine in
soluzione
linfocita
monocita
piastrine
granulociti
A che cosa dà origine un insieme di tessuti
che svolgono una specifica funzione?
Lume
Intestino tenue
(in sezione)
Lume
Ad un ORGANO
Tessuto epiteliale
(epitelio cilindrico)
Tessuto connettivo
Tessuto muscolare
liscio (2 strati)
Tessuto connettivo
Tessuto epiteliale
L’apparato tegumentario
Riveste e protegge il corpo
L’apparato respiratorio
L’apparato circolatorio
Cuore
Vasi
sanguigni
L’apparato digerente
L’apparato locomotore
E’ costituito da: sistema scheletrico e sistema muscolare
Funzione: sostiene l’organismo e permette di muoversi e
mantenere una corretta postura.
Il sistema scheletrico
Il sistema muscolare
Il sistema immunitario ed il sistema linfatico
Il sistema immunitario, insieme al sistema linfatico, protegge
il corpo dall’attacco di sostanze estranee, microrganismi e
cellule cancerose
Midollo
osseo
Timo
Milza
Linfonodi
Vasi linfatici
Il sistema nervoso
Funzioni:
ricezione degli stimoli
trasmissione degli impulsi nervosi
induzione della contrazione muscolare
Cervello
Organo di senso
Midollo spinale
Nervi
Il sistema endocrino
Ipofisi
Tiroide
Timo
Ghiandola surrenale
Pancreas
Testicolo
(maschio)
Ovaia
(femmina)
Apparato riproduttore
Produce i gameti (spermatozoi e cellula uovo) e gli ormoni
sessuali (testosterone, progesterone, estrogeni)
Maschio
Femmina
Prostata
Vescicole seminali
Uretra
Pene
Testicoli
Ovidotto
Ovaia
Utero
Vagina
Apparato escretore
Elimina dal sangue le sostanze azotate di scarto.
Rene
Uretere
Vescica
Uretra
La regolazione del proprio ambiente interno:
l’omeostasi
Il termostato nel cervello attiva
meccanismi di raffreddamento.
In risposta ai
cambiamenti delle
condizioni ambientali
esterne, molti animali
possono mantenere
relativamente costanti
le condizioni del proprio
ambiente interno
attraverso il processo di
omeostasi
Le ghiandole sudoripare secernono sudore
che, evaporando, raffredda il corpo.
I vasi sanguigni della pelle si dilatano;
il calore viene disperso.
Temperatura al di
sopra della norma
Il termostato spegne
i meccanismi
di raffreddamento.
Diminuzione della
temperatura
Omeostasi:
Temperatura interna
del corpo di circa 36–
38C
Aumento della
temperatura
Il termostato spegne
i meccanismi di
riscaldamento.
Temperatura al di
sotto della norma
I vasi sanguigni della pelle si restringono;
la perdita di calore viene resa minima.
Il termostato nel cervello attiva
meccanismi di riscaldamento.
I muscoli scheletrici si contraggono rapidamente,
provocando brividi, che generano calore.
Qualche definizione
– L’anatomia è lo studio della struttura di un organismo.
– La fisiologia è lo studio delle funzioni delle varie parti
di un organismo.
Negli organismi animali, le strutture del corpo sono
perfettamente correlate con la loro funzione.
Con quali strumenti possiamo osservare gli
organi ed gli apparati/sistemi?
Nuove tecniche di visualizzazione delle
permettono di osservare l’interno del corpo
immagini
– Tra gli sviluppi più straordinari della tecnologia in
campo medico vi sono le tecniche che permettono ai
medici di «vedere» gli organi e i sistemi senza dover
ricorre alla chirurgia.
– I raggi X, scoperti nel 1895, sono stati il primo
strumento che ha consentito di produrre un’immagine
fotografica (radiografia) degli organi interni. I raggi
X vengono usati di routine per evidenziare le fratture
delle ossa e le carie.
La tomografia assiale computerizzata (TAC) fornisce,
grazie a un computer, immagini di una sequenza di sottili
sezioni trasversali del corpo ed è un eccellente
strumento diagnostico.
Figura 15.10A
Figura 15.10B
La risonanza magnetica (RM) è una tecnica che
sfrutta il comportamento degli atomi di idrogeno
contenuti nelle molecole d’acqua.
È in grado di evidenziare chiaramente i tessuti molli
perché questi sono costituiti prevalentemente da
acqua.
È particolarmente adatta per evidenziare problemi a
livello dei tessuti nervosi circondati da osso, come le
fibre nervose nel midollo spinale
La risonanza magnetica
microscopica (RMM) fornisce
immagini tridimensionali di
strutture molto piccole (come
gli organi di un embrione).
La tomografia a emissione di positroni (PET) è una
tecnica che fornisce informazioni sui processi metabolici
in punti specifici del corpo
MAX
ASCOLTARE
PAROLE
EMETTERE
PAROLE
VEDERE
PAROLE
PENSARE
PAROLE
MIN