Anatomia funzionale veterinaria (7 CFU ) C.M. Anatomia Funzionale Veterinaria (7 crediti) UNITA’ DIDATTICA 1 1.1 Sistema nervoso 1.1.1 Generalità (centrale, periferico, somatico, viscerale); tipi cellulari (cellula nervosa; cellule della glia) e tipi di sinapsi; 1.1.2 Struttura encefalo e midollo spinale. 1.1.3 Recettori: classificazione. Fuso neuro-muscolare, corpuscolo di Pacini, organo di Golgi, terminazioni nervose non capsulate; vie ascendenti (fasci: spino-cerebellari, spinotalamici, gracile, cuneato). 1.1.4 Vie discendenti ( via piramidale; extrapiramidale); connessioni cervelletto-nuclei motori; organizzazione del sistema nervoso viscerale. 1.1.5 Via anatomica dei riflessi. Struttura microscopica di occhio e orecchio interno. Vie ottica, acustica e dell'equilibrio. C.M. Anatomia Funzionale Veterinaria (7 crediti) 1.2 Apparato locomotore (muscolo) 1.2.1 Tipi di muscolo striato(muscoli gravitari, antigravitari, agonisti, antagonisti); tipi di fibre muscolari (rapide, lente, a metabolismo ossidativo, a metabolismo anaerobico); Unità motoria/placca motrice/recettori/neurotrasmettitori. 1.2.2 Tipi di muscolo liscio (tipo visceri cavi vs. tipo iride); significato dell'innervazione viscerale nei due tipi. 1.2.3 Organizzazione morfofunzionale degli atri/ventricoli cardiaci; tessuti miocardico comune, nodale, di conduzione; innervazione simpatica, parasimpatica. 1.2.4 Sistema circolatorio sanguigno: tipi e caratteristiche morfologiche vasi sanguigni. 1.2.5 Organi della termoregolazione: la pelle. UNITA’ DIDATTICA 2 2.1 Sistema circolatorio linfatico 2.1.1 Organizzazione e struttura del sistema (timo, milza, linfonodi, tonsille, noduli linfatici). 2.1.2 Apparato urinario Rene (struttura microscopica) 2.1.3 Vascolarizzazione della corticale e della midollare del rene; ghiandola surrenale. 2.1.4 Vie urinifere (ureteri, vescica, uretra); controllo nervoso minzione (muscolo detrusore e muscolatura sfinteriale). Anatomia funzionale veterinaria • Su queste slide vige il copyrigth: sono state concesse da vari Autori per la sola proiezione e la parziale diffusione esclusivamente in formato pdf. • E’ vietata la copia. (Unità didattica 1.1: Sistema nervoso Neurone • Neuroni di Mammiferi: unipolari, bipolari (un assone e un dendrite) o multipolari (molti dendriti e un assone) • Membrana cellulare = assolemma • Guaina mielinica = neurolemma; aumenta la velocità di conduzione. • L’assone e la sua guaina mielinica sono chiamati fibra nervosa. Tipi di neuroni Sinapsi : greco συν = con, aptein = unire, stringere + Organizzazione del Sistema Nervoso • Central Nervous System (CNS) – Encefalo – Midollo Spinale • Peripheral Nervous System (PNS) – – – – nerves cranici nervi spinali nervi del sistema viscerale (cd.autonomo) gangli Attenzione! Non è sempre netta la seoarazione tra nervi spinali (somatici) e quelli del Sn viscerale, o cranici e SN viscerale; ad esempio nell’oculomotore , nervo cranico, corre una componente del Sn viscerale, quella parasimpatica per muscolatura liscia dell’occhio Subdivisions of the Brain Subdivisions of the Brain Tronco encefalico • Ponte e Midollo allungato – vie ascendenti e discendenti – nuclei/centri (anche di vie riflesse, es. vomito, respiro) • Mesencefalo – centri di integrazione della vista – centri di integrazione dell’udito – Nuclei e fasci di fibre • (diencefalo) – Ipotalamo – centri di integrazione – Talamo – centri di ritrasmissione – Epitalamo – epifisi e centri olfattivi Spinal Cord • Most caudal portion of the Central Nervous System • Continuation of medulla • Segmented, n. pairs of spinal nerves • Sensory – afferent fibers • Motor – efferent fibers • Ascending pathways – sensory information • Descending pathways – motor information Dyce, Sack, Wensing. Testo di Anatomia Veterinaria - Delfino Editore Pag. 279 Sostanza reticolare Vedi K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore., pagg. 298-299 Alcuni nuclei della sostanza (formazione) reticolare: arcuato (midollo allungato) grigio periacqueduttale (mesencefalo); locus coeruleus (mesencefalo caudale; a noradrenalina); nuclei reticolari del talamo; ma anche colonne intersperse tra fasci di fibre. Non è un singolo sistema funzionale e regola, oltre a funzioni motorie (coordinamento attività motoria, coordinamento movimenti oculari) anche importanti funzioni viscerali (battito cardiaco; pressione; centri del respiro, del vomito, della minzione, della funzione sessuale). Ma anche i cicli di veglia\sonno, l’attenzione, la modulazione del dolore). Nervi Cranici vedi K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore, pagg 314-320. Colonne (e nuclei) sensitive e motrici nel tronco encefalico Confronta K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore, pag. 286. + Cervelletto • • • • Non implicato in attività “coscienti” di sensibilità, ma “riflesse” riguardanti l’equilibrio Controllo del tono muscolare Coinvolto nel controllo del movimento volto a prevenire distorsioni nell’inerzia. (vedere struttura microscopica: principali cellule della corteccia; nuclei di sostanza grigia; fibre afferenti ed efferenti) Telencefalo • Corteccia: strato esterno di sostanza grigia • Midollare (centro semiovale) : sostanza bianca • Nuclei della base: sostanza grigia Sostanza bianca Fibre di associazione; fibre commissurali (uniscono i due emisferi) Fibre di proiezione [connettono la corteccia (e i nuclei della base = corpo striato) ad altre parti dell’encefalo e del midollo spinale] Recettori Strutture specializzate che rispondono a stimoli (modificazioni nel corpo e ambientali) La loro attivazione genera un impulso lungo le afferenze del SNP che a sua volta entra nel SNC La interpretazione di questi stimoli (sensazione e percezione) avviene nell’encefalo Specificità dello stimolo per ciascun recettore Energia dello stimolo deve essere convertita (trasduzione) in un potenziale (graduato) di recettore Il potenziale deve raggiungere la soglia (nel neurone sensitivo) per generare l’impulso nervoso + Classificazione • Tipo di Stimolo • Localizzazione • Meccanocettori Termorecettori • Fotorecettori • Chemorecettori • Nocicettori • Esterorecettori Enterocettori (viscerocettori) Propriocettori Complessità Strutturale Semplice ; Complesso Classificazione per localizzazione Propriocettori Risposta al grado di stiramento/contrazione o di movimento; Presenti nei muscoli scheletrici, nei tendini, nei legamenti, nel tessuto connettivo che ricopre ossa e muscoli Classificazione per complessità strutturale *Semplice ; **Complesso *La maggior parte sono “semplici” e includono quelli “capsulati” e quelli “non capsulati” **I recettori complessi sono gli organi di senso Terminazioni nervose libere - recettori non capsulati Recettori semplici Terminazioni nervose libere (risposte soprattutto al dolore e a variazioni di temperatura) Dischi (tattili) di Merkel, recettori del follicolo pilifero Capsulati – capsula di tessuto connettivo Meissner (corpuscolo tattile) Pacini (corpuscolo a lamelle) Ruffini Fusi neuromuscolari, organi tendinei di Golgi, recettori articolari Recettori Semplici : noncapsulati Simple Receptors: Encapsulated Simple Receptors: Encapsulated Il fuso neuromuscolare: schema Una catena di tre neuroni trasferiscono l’impulso sensitivo alla corteccia cerebrale Neurone di primo ordine – il soma risiede lungo la radice dorsale o in un ganglio cranico, e trasporta lo stimolo al midollo spinale o al tronco encefalico Neurone di secondo ordine – il soma risiede nel corno dorsale del midollo spinale o in nuclei del midollo allungato e trasporta lo stimolo a nuclei talamici o al cervelletto Neurone di terzo ordine (talamico) – trasporta l’impulso alla corteccia somatosensitiva oppure ad aree associative sensoriali del telencefalo Ogni fascio ha una prevalenza nel tipo di informazione trasportata, ma non sono escluse altre (es. f. gracile, +++tattile, vibratoria ecc, ma non si esclude che + anche propriocettive; lo stesso dicasi ad esempio per spinotalamico: se prevalgono sensazioni termiche, dolorifiche, non escluse sensazioni da recettori tattili, di pressione, da articolazioni) Spinocerebellari: in quanto terminano nel cervelletto, non generano percezione cosciente, ma controllano la postura e la attività muscolare. Vie ascendenti (sensitive) Fascicoli gracile e cuneato (via lemniscale) Sensibilità discriminativa (tattile, vibratoria >>follicoli piliferi), ma anche (-) propriocettiva. Fascio spinotalamico (via extralemniscale) Sensibilità dolorifica, termica, pressoria. Confronta K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore, pag. 296. Vie discendenti (motrici) Confronta K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore, pag. 301. Vie piramidale ed extrapiramidale (principali vie motrici) Nella via piramidale (e parzialmente quella extrapiramidale) prevale il controllo del movimento di abilità, di apprendimento>>>quindi un’azione diretta maggiormente su muscoli flessori distali, principali attori della generazione del movimento (e anche un’azione inibitrice sui muscoli antigravitari-estensori). Confronta K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore, pag. 301-302. d 818 Confronta K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore, pag. 301-303 K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore. Organi di senso (e sistema nervoso viscerale) Coni: visione diurna, forma e colore degli oggetti . Cromatici (tre tipi di opsine) Bastoncelli: visione notturna per bassi livelli di illuminazione.acromatici (un solo tipo di pigmento, rodopsina, capace di assorbire fotoni, e cambiare struttura). La trasformazione di questi pigmenti comporta una variazione della permeabilità della loro membrana con esocitosi di neurotrasmettitore (glutammato?) che depolarizza le cellule bipolari. In tutte le parti dove c’è la retina nervosa abbiamo questa struttura? Ricordare come si modifica la struttura quando c’è il tappeto lucido; nella area centrale (o macula) scarseggiano i bastoncelli a scapito dei coni (e contemporaneamente si riducono e si scostano le cellule bipolari e gangliari per lasciar passare meglio la luce) + Pathways coordinating eye movements Approximately 20% of the fibres do not pass to the lateral geniculate nucleus but pass to the ROSTRAL COLLICULI in the midbrain. Information is relayed from both colliculi to both sides of the MIDBRAIN. Eye muscle movements are controlled by paired motor nuclei of the OCULOMOTOR (III), TROCHLEAR (IV) and ABDUCENT (VI) nerves that are close to the midline. Linking these nuclei is an important fibre tract, the MEDIAL LONGITUDINAL FASICULUS (MLF). The MLF coordinates the movements of the eyeball in response to visual stimuli, for example when tracking or fixating on a subject. Confronta anche K.M. Dyce-Testo di Anatomia Veterinaria; Delfino Editore, Fig. 8-45 Epiteli sensoriali Coclea Ampolle Cupola Otolito Sacculo Utricolo Canali semicircolari • Creste ampollari nei tre canali semicircolari • Macule negli organi otolitici (sacculo e utricolo); • Organo di Corti nella coclea Membrana tettoria Cellule di tipo I e di tipo II • Nel sistema vestibolare degli amnioti si trovano le cellule di tipo I, caratterizzate da una sinapsi a calice • Le cellule di tipo II si osservano in tutti i vertebrati • L’apparato di meccanotrasduzione: movimenti dei lunghi microvilli (stereociglia) e chinociglio della regione apicale generano la corrente di recettore meccanosensibile (corrente MET); la regione basolaterale presenta canali ionici voltaggiodipendenti, sinapsi; Via acustica Via vestibolare Efferenze viscerali Nel sist.nervoso periferico (nervi cranici e nervi spinali) oltre alla componente somatica è annessa anche la componente viscerale Efferenze parasimpatiche simpatiche per la ghiandola parotide Efferenze parasimpatiche simpatiche per la muscolatura liscia dell’occhio Anatomia funzionale veterinaria 1.2 Il muscolo: tessuti e organi correlati Su queste slide vige il copyright: sono state concesse da vari Autori per la sola proiezione e la parziale diffusione esclusivamente in formato pdf. E’ vietata la copia. C.M. Anatomia Funzionale Veterinaria (7 crediti) 1.2 Apparato locomotore (muscolo) 1.2.1 Tipi di muscolo striato(muscoli gravitari, antigravitari, agonisti, antagonisti); tipi di fibre muscolari (rapide, lente, a metabolismo ossidativo, a metabolismo anaerobico); Unità motoria/placca motrice/recettori/neurotrasmettitori. 1.2.2 Tipi di muscolo liscio (tipo visceri cavi vs. tipo iride); significato dell'innervazione viscerale nei due tipi. 1.2.3 Organizzazione morfofunzionale degli atri/ventricoli cardiaci; tessuti miocardico comune, nodale, di conduzione; innervazione simpatica, parasimpatica. 1.2.4 Sistema circolatorio sanguigno: tipi e caratteristiche morfologiche vasi sanguigni. 1.2.5 Organi della termoregolazione: la pelle. Fibre mm striate: oltre i 40 mm di lunghezza, 10 – 100micron diametro Le linee Z si avvicinano e il sarcomero si accorcia Disponibilità di *ATP; e *Ca++ Ca++ Ogni ciclo, che richiede l’idrolisi di una molecola di ATP per testa di miosina, produce uno spostamento del filamento di actina di 7 nanometri. Fessure sinaptiche primaria e secondarie: il neurotrasmettitore si lega al recettore nella membrana postsinaptica, modificando la permeabilità della stessa agli ioni. Le unità motrici variano in grandezza in due modi: *per numero totale di fibre; *per le dimensioni (diametro trasverso) di ciascuna fibra. Miosina: proteina insolita e interessante; almeno 9 isoforme di MHC Quella I del ratto è molto più simile alla I dell’uomo, che non alla II del ratto stesso. Tipi di fibre muscolari Rapide (twitch) (2 o II) Specializzate per la generazione rapida della contrazione Di solito generano grandi forze (per ampia sezione trasversale) con notevole dispendio metabolico (sia aerobico che anaerobico) Velocità di contrazione: IIB > IIX > IIA > I Differenti sottotipi (i principali : 2A, 2B, 2X) Differiscono per tipi di miosina e per resistenza alla fatica (mitocondri) Tipi di fibre muscolari Lente (1 o I) 2 tipi: toniche, twitch Specializzate per la generazione di tensioni prolungate Di solito generano piccole forze (per ridotta sezione trasversale) con scarso dispendio metabolico Resistenti alla fatica (mitocondri e mioglobina) Tipo di metabolismo Property Slow Intermediate Fast Alternative names Type I, S (slow), red, SO (slow oxidizing), slowtwitch oxidative Type II-A, FR (fast resistant), fast-twitch oxidative Type II-B, FF (fast fatigue) white, fasttwitch glycolitic Cross-sectional diameter Small Intermediate Large Tension Low Intermediate High Contraction speed Slow Fast Fast Fatigue resistance High Intermediate Low Color Red White White Myoglobin content High Low Low Capillary supply Dense Intermediate Scarce Mitochodria Many Intermediate Few Glycolitic-enzime concentration in sarcoplasm Low High High Substrates used for ATP generation during contraction Lipids, carbohydrates, amino acids (aerobic) Primarily carbohydrates (anaerobic) Carbohydrates (anaerobic) Allenamento con pesi: i nuclei delle fibre IIX cessano di esprimere il gene per la miosina IIX ed esprimono quello per la miosina IIA (le fibre contemporaneamente diventano più spesse, “ipertrofiche”) Finora nessun studio su uomo ha dimostrato con certezza, in condizioni fisiologiche, la trasformazione da IIA in I. a) Parallele: le fibre muscolari sono disposte parallelamente all’asseDirezione di movimento; sono specializzate per ampiefibre escursioni e/o velocità di movimento. La forza prodotta è proporzionale all’area trasversale occupata dal muscolo. L’escursione (la misura di accorciamento di un muscolo) è proporzionale alla lunghezza delle fibre (più lunghe sono le fibre, maggiore sarà l’escursione). b) Pennate (oblique): le fibre muscolari formano un angolo rispetto all’asse di movimento; ci sono più fibre nello stesso volume; sono specializzate nella produzione di notevoli forze con modesti accorciamenti. a) b) delle Fibre: non sono in grado di dividersi; lo sforzo attiva geni che comandano la sintesi di proteine contrattili per nuove miofibrille. I nuclei “nuovi”, in grado di dividersi, provengono da cellule satelliti: “ministrappi”richiamano queste cellule nei tessuti “danneggiati” e (parte de) i loro nuclei vengono incorporati controllando la sintesi. Bovino di razza Piemontese + Iperplasia (e ipertrofia) muscolare (+ 20%) per assenza di miostatina +Interessante la ricerca genetica su malattie muscolari e sulla produzione di carne (anche sulle performace di atleti?) Il muscolo cardiaco: come lo scheletrico è capace di potenti contrazioni, con forte utilizzo di energia; come il liscio è capace di contrazioni spontanee pur modulate da SNA e ormoni. Differenze nella contrazione tra m. scheletrico e cardiaco: 1)Il sistema dei tubuli a T è simile anche se nel miocardio scorre a livello di linee Z e non a quello di bande A/I 2)Non vi sono cisterne terminali ma semplici dilatazioni (diade) e i tubuli T hanno un volume complessivo 20 volte maggiore per struttura muscolare scheletrica di dimensioni simili 3) Ci sono striature trasversali dette dischi intercalari in cui le membrane cellulari che separano le singole cellule muscolari presentano gap junctions che regolano la contrazione di cellule muscolari contigue. Tipi di cellule cardiache 1) del tessuto nodale: fibre muscolari capaci di autoeccitarsi 2) del tessuto di conduzione: trasmette al sistema contrattile gli impulsi che nascono ritmicamente nel tessuto nodale 3) del tessuto contrattile: risponde con effetti meccanici agli ordini che provengono dal sistema nodale 1 Nodo seno-atriale, SA (il pacemaker): è un piccolo ammasso di cellule in vicinanza dello sbocco della v cava craniale, nella parte laterale atrio dx. 2 Nodo atrio-ventricolare (A-V): posto sul pavimento dell’atrio dx Connesso al SA tramite “normali” miocardiociti. 3 Fascio atrio-ventricolare (o di His): è un breve tratto di connessione posto nel setto tra atrio e ventricolo. E’ l’unica connessione elettrica tra l’atrio e il ventricolo 4 Branche del fascio : il fascio di His divide in due rami, destro e sinistro che corrono lungo il setto interventricolare fino all’apice e che poi si continuano in posizione endocardica come cellule di Purkinje (5). Muscolatura liscia nell’apparato digerente Il muscolo liscio è specializzato per una contrazione prolungata (indipendente ma influenzato da innervazione), di relativa debole forza. Sensibile anche ad ormoni e metaboliti locali unitario Multiunitario M liscio unitario: sincizio “funzionale”di molte unità cellulari (intestino, utero, medi e piccoli vasi); scarso è il controllo del sistema nervoso M liscio multiunitario: è più intimo e preciso il rapporto con il nervo, mentre minori sono i rapporti intercellulari diretti (assenti o scarse le giunzioni comunicanti); (m erettore del pelo, m dell’iride e del corpo ciliare) Sistema arterioso Arterie elastiche (aorta, succlavia, carotide) a) tonaca intima : *strato endoteliale (cellule endoteliali + lamina basale) e lamina subendoteliale *lamina elastica interna (fitto strato di fibre elastiche, a forma di greca, di merletto, che si fonde con le lamine della tonaca media) b) tonaca media: *lamelle concentriche fenestrate di fibre elastiche (prodotte dalle c muscolari), e cellule mm. lisce (è lo strato più spesso) * cellule mm lisce diventano la componente principale in arterie di calibro minore: in questo caso è evidente una *lamina elastica esterna c) tonaca avventizia *elementi fibrosi (f collagene/elastiche) e fibroblasti che gradualmente si fondono con il connettivo circostante *vasa vasorum SISTEMA ARTERIOSO Arterie muscolari (brachiale, femorale, radiale) a) Tonaca intima: rivestimento endoteliale che poggia e contorno “merlettato”della membrana elastica interna sviluppata riprende il ben b) Tonaca media: sottile rete di lamina elastica esclusivamente cellule mm. lisce su una fibre collagene e reticolari, più una esterna sottile e discontinua c) Tonaca avventizia:strato irregolare di fibre collagene ed elastiche (anche più spesso della tonaca media) Arteriole a) Tonaca intima: solo endotelio (elastica interna solo nei vasi calibro) b) Tonaca media: 1-3 strati di cellule mm lisce disposte circonferenzialmente di un certo c) Tonaca avventizia:tessuto connettivo lasso con fibre collagene SISTEMA VENOSO vene tonaca intima: strato endoteliale con membrana basale + (talvolta)lamina elastica interna tonaca media: mm.lisce entro una fibre collagene ed elastiche due-quattro strati di cellule delicata rete di tonaca avventizia: (ha lo spessore maggiore) tessuto conn. lasso con fibre collagene, elastiche e cellule mm lisce Capillari T. intima: poche o unica cellula endoteliale estesa per tutta la circonferenza, che poggiano su membrana basale T. media: assente T. avventizia: connettivo che si continua con i tessuti circostanti °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° periciti °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° °°°°°°°°°°°°°°°°°°°° °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° °°°°°°°°°°°°°°°°° Capillari continui: (sia endotelio>giunzioni occludenti, che membrana basale); es. nel SNC, nel muscolo *trasporto vescicolare plasmalemmale (via carrier) fenestrati:endotelio con aperture circolari transcellulari (con annessi diaframmi di chiusura) es. intestino, stomaco, rene, ghiandole endocrine discontinui (sinusoidi): endotelio con ampie interruzioni, lamina basale discontinua, per favorire gli scambi, anche di cellule es. fegato, milza, midollo osseo Modelli speciali arteriola---anastomosi arterovenosa---venula capillari---vene---capillari (es. sistema portale venoso) arteriola---capillare---arteriola (es. rete mirabile nel glomerulo renale) Cute e annessi cutanei Annessi cutanei: pelo