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.
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.
Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012
Le ossa lunghe
Periostio, guaina di tessuto
connettivo denso irregolare,
protegge l’osso, passano nervi e
•epifisi - estremità dell’osso, sono
vasi.
formate da tessuto spugnoso,
contengono
midollo
osseo rosso;
Endostio,
sottile
membrana
che
contiene strato di cellule che
•diafisi - oporzione
centrale,
cavità
formano
distruggono
l’osso.
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.
Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012
Crescita delle ossa
Il cranio
La calotta cranica e le ossa facciali formano nel complesso
il cranio, che protegge l’encefalo.
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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il cranio
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.
La colonna vertebrale
Il capo e il tronco sono sostenuti dalla
colonna vertebrale, o spina dorsale,
la quale ha anche il compito di
contenere e proteggere il midollo
spinale e le radici dei nervi spinali.
Essa è disposta come un asse
longitudinale che serve direttamente
come struttura di ancoraggio per tutte
le altre ossa dello scheletro.
La colonna vertebrale è formata da 24
vertebre.
I dischi intervertebrali agiscono come
cuscinetti e consentono una certa
libertà di movimenti della colonna.
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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © 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.
Le ossa sono costituite da tessuti irrorati e innervati
canali centrali (di Havers)
canali perforanti (o di
Volkmann)
Osteoni
lamelle di
matrice
extracellulare
concentriche
con osteociti.
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.
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.
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).
Le articolazioni
sinoviali
Le articolazioni sinoviali
consentono vari tipi di
movimento tra ossa
adiacenti, contengono il
liquido sinoviale e sono
stabilizzate dalla capsula
sinoviale.
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.
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 lubrifica l’articolazione,
nutre la cartilagine, 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.
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.
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.
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.
Il sistema muscolare
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.
Il sistema muscolare
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.
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.
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.
Il sistema muscolare
Il sistema muscolare
Lo ione calcio è
responsabile della
contrazione, il
segnale proviene
dal neurone
motorio.
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.
Il muscolo cardiaco
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.
La muscolatura liscia
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.