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MATERIA: BIOLOGIA
CLASSE: 2° LICEO
ARTISTICO
MODULO: IL CORPO
UMANO
UNITA’ DIDATTICA:
LO SCHELETRO
(TESSUTO OSSEO
COMPATTO E TESSUTO
OSSEO SPUGNOSO)
Sezione longitudinale della porzione
prossimale di un femore
DURATA E SCANSIONE TEMPORALE
L’ UNITA’ DIDATTICA RICHIEDERA’ COMPLESSIVAMENTE 6 ORE
3 ORE DI LEZIONE IN CLASSE (lezione classica + approfondimenti)
2 ORE DI LABORATORIO
1 ORE DI VERIFICA
1 ORA EVENTUALE LEZIONE DI RECUPERO
PREREQUISITI
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Cosa si intende per tessuto.
Metodi di osservazione e utilizzo del microscopio.
Principi base di chimica.
Macromolecole biologiche.
OBIETTIVI
OBIETTIVI FORMATIVI:
• Saper effettuare collegamenti pertinenti fra i concetti appresi.
• Utilizzare una terminologia appropriata.
• Sviluppare un pensiero critico e logico dell’apprendimento.
OBIETTIVI DIDATTICI:
• Struttura e funzione dello scheletro.
• Classificazione delle ossa.
• Struttura macroscopica e microscopica delle ossa.
• Differenza tra tessuto osseo spugnoso e tessuto osseo compatto.
• Istogenesi e accrescimento dell’osso.
METODOLOGIA
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2.
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1.
2.
Parte Teorica:
Le lezioni, svolte in aula, riguardano la morfologia, la struttura e
l'ultrastruttura del tessuto osseo. Osso spugnoso e osso compatto.
Le lezioni comprendono fasi di apprendimento passivo e fasi di
apprendimento attivo che prevedono un coinvolgimento degli studenti
nell'interpretazione dei quadri strutturali proiettati su schermo e
nell'osservazione di modelli anatomici.
Parte Pratica:
Sono previste una serie di esercitazioni pratiche.
Preliminarmente lo studente apprende fasi e modalità di preparazione
dei campioni per l'osservazione al microscopio ottico ed al microscopio
elettronico e come utilizzare opportunamente il microscopio ottico.
Nelle esercitazioni successive, lo studente impara ad analizzare al
microscopio, secondo un corretto approccio procedurale ed
interpretativo, i caratteri istologici del tessuto osseo.
STRUMENTI DIDATTICI
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LIBRO DI TESTO
LAVAGNA
MICROSCOPIO OTTICO
MATERIALE MULTIMEDIALE
STRUMENTI DIDATTICI (modello anatomico scheletro – ossa ).
LAVAGNA LUMINOSA
MULTIDISCIPLINARIETA’
1. DISEGNO ( realizzazione di tavole anatomiche ).
2. INFORMATICA ( utilizzo dei programmi più comuni per la
presentazione degli approfondimenti).
3. INGLESE ( lettura di testi scientifici, ricerche in internet).
Sintesi dei contenuti
Funzione dello scheletro
- Sostegno e attacco per muscoli e tendini.
- protegge visceri e organi nella cavità cranica e
toracica, accoglie gli elementi emopoietici del
midollo
- funzione metabolica
Caratteristiche fisico-chimiche
- elevata resistenza alla trazione e compressione
associata a notevole elasticità e basso peso
specifico
- rinnovo continuo nei suoi elementi
- risponde prontamente a fattori metabolici e alimentari
Lo scheletro animale si divide in due parti
Parte assile : comprende le ossa della colonna
vertebrale e del cranio
Parte appendicolare : comprende le ossa della
cintura toracica e pelvica e gli arti
Scheletro assile
Cranio
Vertebre Comprende cervicali, toraciche , lombari,
sacrali, caudali
Coste : comprende coste vere articolate con lo
sterno mediante cartilagini, coste false non
direttamente collegate con lo sterno e
fluttuanti connesse solo con le vertebre.
Sterno
Nel loro insieme vertebre coste e sterno
formano la gabbia toracica
Scheletro appendicolare
Cintura toracica
Cintura pelvica
Arti anteriori e posteriori
frontale: osso piano sul davanti e concavo dietro, è
articolato con il setto nasale anteriormente e con i
parietali posteriormente.
temporale: osso suddiviso in tre zone: petrosa,
mastoidea, squamosa.
occipitale: osso con orifizio in cui passa il midollo
spinale. In esso sono collocati anche due condili
articolati con l'atlante, la prima vertebra cervicale.
sfenoide: osso situato alla base del cranio, ha la forma di
un uccello con ali aperte. Infatti le sue 4 diramazioni
sono definite piccole e grandi ali. Funge anche da base
per le orbite oculari.
etmoide: osso composto da una parte orizzontale
(lamina cribrosa) e da un'altra parte che la taglia
perpendicolarmente che la separa in due parti.
L'etmoide è articolato con il frontale, gli sfenoidi, il
lacrimale, i mascellari superiori, i due nasali, i due
cornetti inferiori, il vomere ed il palatino.
parietale: osso convesso e saldato con l'altro parietale
opposto, il temporale ed il frontale, l'occipitale e gli
sfenoidi.
approfondimento
.
Le vertebre cervicali (7) sono senz'altro quelle con maggior capacità di
movimento. Esse, oltre che sostenere la testa consentono alla stessa
tutti i movimenti sul piano sagittale, frontale-laterale e rotatorio.
L'Atlante e l'Epistrofeo sono le prime due vertebre cervicali
Le vertebre dorsali (12-13) pur disponendo di una mobilità ridotta
rispetto a quelle cervicali, sono le più robuste; . Esse, oltre alla
funzione di sostentamento svolgono anche una funzione protettiva per
gli organi inseriti all'interno della cassa toracica su essa impalcata.
Le vertebre lombari (5) sono anch'esse molto robuste, ma in relazione a
quelle dorsali dispongono di maggior elasticità, permettendo movimenti di
torsione e flessione del corpo.
Le cinque vertebre sacrali del Coccige sono saldate tra loro e con le ossa
del bacino.
Deformazione della
colonna vertebrale
La colonna vertebrale di un adulto non ha un andamento uniforme ma si adatta alla morfologia del
corpo, infatti la sua curvatura ha un andamento ondulato alternato. Le curvature fisiologiche della
colonna hanno una funzione elasticizzante e di compensazione reciproca che permettere al corpo di
mantenersi equilibrato e stabile e poter ammortizzare eventuali contraccolpi. Le eventuali
deformazioni della colonna, a seconda della zona interessata sono: Cifosi (zona dorsale, detta
comunemente gobba), Lordosi (zona lombare) molto frequente nelle donne gravide, Scoliosi
(alterazione laterale del rachide, molto frequente nella fase puberale ed adolescenziale). Si può
intervenire nella correzione o minimizzazione di tali deformazioni attraverso la medicina correttiva e
l'esercizio fisico, sollecitando attraverso contrazioni solo alcuni muscoli e lasciandone a riposo altri, in
maniera da correggere le curvature patologiche, ma questo solo quando le stesse curvature non siano
causate da malattia ossea.
Le ossa lunghe (femore, omero ecc.) hanno corpo (o diafisi) più o
meno cilindrico, allungato, ed estremità (o epifisi) più o meno
dilatate; il corpo dell'osso è formato da tessuto osseo compatto e
porta al centro una cavità allungata (o canale midollare) riempita
di midollo.
Le ossa brevi hanno pressappoco uguale sviluppo
nelle tre direzioni spaziali (per esempio, osso del
carpo) e sono formate da tessuto spugnoso
circondato da tessuto osseo compatto.
Le ossa piatte hanno forma di lamina (per esempio, ossa della
volta cranica) e sono costituite da osso spugnoso all'interno e
osso compatto alla periferia.
Le ossa sono costituite da un'estremità, epifisi, costituita da un
tessuto osseo spugnoso, e da una parte lunga, diafisi, formata
da una parete di osso compatto al cui interno si trova una
cavità che contiene il midollo. In ogni tipo di ossa questa
composizione varia, nelle lunghe prevale la diafisi, mentre in
quelle corte prevale il tessuto osseo spugnoso e le ossa piatte
sono formate dal tessuto osseo spugnoso che forma uno strato
discontinuo con due strati di osso compatto
approfondimento
•
Il tessuto osseo è una forma specializzata di tessuto connettivo,
costituito da cellule e matrice extracellulare (detta anche sostanza
fondamentale o matrice osssea).
•
La peculiarità del tessuto osseo è quella di essere mineralizzato: infatti la
sostanza intercellulare è per la maggior parte impregnata di cristalli
minerali, in prevalenza fosfato di calcio sotto forma di cristalli di
idrossiapatite.
•
La matrice ossea è costituita, oltre che da sostanza inorganica, da sostanze
organiche. Queste danno luogo ad una componente fibrillare, in prevalenza
fibre collagene ed a una componente amorfa costituita da glicoproteine
associate al collagene.
•
La presenza di minerali, come pure l’abbondanza e la particolare
distribuzione delle componenti organiche, conferisce a questo tessuto
spiccate proprietà meccaniche di durezza e di resistenza alla pressione, alla
trazione e alla torsione.
•
I principali sali minerali presenti sono: FOSFATO DI CALCIO, CARBONATO
DI CALCIO, FOSFATO DI MAGNESIO.
L'osseina dà all'osso consistenza ed elasticità, mentre i sali minerali gli
conferiscono rigidità e durezza.
Esperienza di laboratorio
Riconosciamo la presenza di osseina
Riconosciamo la presenza di Sali di calcio
Materiale occorrente:
•Un osso di pollo o di coniglio
•Un recipiente di vetro
•Una soluzione di acido cloridrico
•Un paio di pinzette
Materiale occorrente:
•Un osso di pollo o di coniglio
•Un fornello
•Un paio di pinze
•Un cucchiaio
Procedimento:
•Versare la soluzione di HCl nel recipiente
•Immergervi completamente l’osso
•Dopo qualche ora , con le pinzette, estrarre
l’osso e sciacquarlo in acqua corrente
Procedimento:
•Riscaldare l’osso sopra la fiamma, tenendolo fra
le pinze e Farlo bruciare lentamente
•Dopo averlo fatto raffreddare colpire l’osso con il
cucchiaio
Cosa osserviamo:
•L’osso è diventato molle e flessibile.
Cosa osserviamo:
•L’osso si sbriciola.
Conclusioni:
Durante il periodo di immersione nell’acido, l’osso,
ha perso buona parte delle sostanze che lo
rendono rigido: i Sali minerali; è invece rimasta
inalterata la parte di sostanza organica che lo rende
elastico e flessibile: l’osseina.
Conclusioni:
La fiamma ha distrutto l’osseina, che bruciando
libera l’odore di carne bruciata caratteristico delle
proteine. Sono rimasti i Sali di calcio e l’osso è
diventato friabile.
1. L’osso si origina come un corpo cartilagineo. Successivamente
intorno a questa struttura si forma un anello osseo e il t. osseo
comincia a sostituire la cartilagine a partire dal centro.
2. L’ osso cresce in lunghezza e in spessore man mano che i vasi
sanguigni penetrano al suo interno e comincia a formarsi la cavità
che ospiterà il midollo osseo giallo. Altri vasi penetrano vicino alle
estremità del corpo e anche qui si forma nuovo t. osseo.
3. L’osso continua a crescere globalmente mentre la cavità che
accoglierà il midollo aumenta di volume per demolizione del t. osseo
presente sulla parete interna. La cartilagine viene sostituita nelle aree
colorate in giallo scuro.
Le ossa potrebbero sembrare, a prima vista,
delle strutture inerti e prive di vita, ma non
è così;
Il tessuto osseo è un tessuto dinamico e in
continuo rinnovamento, mantenuto e
nutrito dai numerosi capillari che scorrono
in appositi canali scavati nella matrice. Il
tessuto scheletrico è formato da tre diversi
tipi di cellule sparse: osteoblasti, cellule
grandi e generalmente cubiche responsabili
della sintesi della componente organica
della matrice ossea; osteociti; di forma
stellata e osteoclasti, giganti
cellule multinucleate, attivamente coinvolte
nei processi di riassorbimento osseo. Questi
tre tipi di cellule sono sparse nella matrice
extracellulare.
Il nostro endoscheletro si forma circa un
mese dopo il concepimento ed è
inizialmente costituito da t. connettivo
fibroso e t. carteilagineo. Il t. osseo vero è
proprio comincia a formarsi alla sesta
settimana.
L’osso è esternamente rivestito da un connettivo
fibroso:periostio.
Il periostio rimane incollato alla superficie ossea
attraverso le fibre di Sharpey,fasci di fibre collagene
rimaste intrappolate nella matrice ossea durante il
processo di ossificazione.
Il tessuto osseo può presentarsi come T. osseo
spugnoso e T. osseo compatto.
Il t. o. spugnoso mostra ampi spazi circondati da
lamelle ossee associate in trabecole più o meno spesse.
Gli spazi sono detti cavità midollari in quanto occupate
da midollo osseo, vasi e nervi.
Il t. o. compatto è molto più denso e con
un’organizzazione lamellare più precisa e serrata.
Le lamelle concentriche circondano il canale di Havers,
All’interno del quale scorre la rete vasale, e insieme
costituiscono l’osteone. Le lamelle interstiziali sono
disposte fra gli osteoni; le lamelle circonferenziali si
distinguono in interne ed esterne.
I canali di Havers risultano interconnessi attraverso da
un sistema di canali trasversali o obliqui chiamati
canali di volkmann.
ESPERIENZA DI LABORATORIO
Per lo studio istologico del tessuto osseo occorre tener conto del fatto che esso è un tessuto sui generis,
essendo mineralizzato e quindi assai duro. Per allestire un preparato sottile di tessuto osseo per
l’osservazione microscopica vengono generalmente impiegate delle varianti delle procedure tradizionali
(le quali prevedono, subito dopo il prelievo, la fissazione, la disidratazione, l’inclusione in paraffina o in
altro idoneo mezzo di inclusione e il sezionamento)
• metodi di sezionamento di frammenti mineralizzati (preservano nella sezione di
tessuto osseo sia la componente organica che quella mineralogica)
• metodi per decalcificazione
(adeguati alla conservazione della componente organica a scapito
di quella mineralogica che viene più o meno completamente rimossa).
• metodi per usura (adeguati a preservare la componente minerale e la componente organica
Mineralizzata, rappresentata fondamentalmente dalle fibre collagene). l
Esperienza di laboratorio
Esperienza di laboratorio
1) Sezione trasversale di un
Osteone, mostra chiaramente
le lamelle (L) ossee che
circondano il canale di Havers
(CH). Si notano anche i canalicoli.
2) Campione trattato con
inchiostro di china. I canali di
Havers (CH) e le lacune (frecce)
si presentano neri. In alto è
possibili notare l’interconnessione
tra i sistemi vascolari di due
osteoni conosciuta come canale
Di Volkman (VC).
1) Matrice ossea non decalcificata.
Sezione trasversale. Uomo.
Inclusione in paraffina. X 270
2) Osso compatto non decalcificato.
Sezione trasversale. Uomo.
Inclusione in paraffina. X 132
Esperienza di laboratorio
Tessuto osseo preparato per usura. Si
apprezzano le microcavità scavate nel
contesto del tessuto - canali vascolari
di Havers e di Volkmann, lacune ossee
e canalicoli ossei - che appaiono nere
sullo sfondo chiaro della matrice ossea
mineralizzata
Tessuto osseo preparato per
decalcificazione e colorato con
ematossilina-eosina. Si possono
mettere in evidenza le cellule e la
caratteristica acidofilia della sostanza
intercellulare organica
VERIFICHE
In itinere e
finale
INSEGNANTE
ALUNNO
Verifica orale
Verifica degli obiettivi
predefiniti. Capacità di
ragionamento e
collegamenti.
Rielaborazione dei
concetti acquisiti;
esposizione con
linguaggio specifico ed
appropriato.
Verifica scritta
Verifica degli obiettivi
predefiniti. capacità di
ragionamento e
collegamenti.
Domande aperte,
vero/falso, risposta
multipla,
schematizzazioni.
Approfondimenti
Verificare la capacità di
approfondire e far propri dei
concetti essenziali. Legame
con il vissuto. Capacità di
sintesi.
Ricerca
multimediale,impegno postscalastico. Capacità di
lavorare in gruppo.
Traumi e malattie
della ossa
FRATTURA: rottura dell'osso, può essere di vario tipo:
- composta --> l'osso si rompe in un solo punto, le parti rimangono
nella loro posizione naturale;
- multipla --> l'osso si rompe in più punti;
- esposta --> fuoriuscita dell'osso e conseguente rottura della cute.
Terapie ed interventi
MALATTIE:
- Osteoporosi
- Rachitismo
- Tumore delle ossa
Rottura di omero
e tibia