tessuto muscolare
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Capitolo 15 Strutture e funzioni degli animali: i concetti unificanti Copyright © 2006 Zanichelli editore Organizzazione strutturale gerarchia del corpo degli animali 15.1 Le strutture del corpo degli animali sono perfettamente correlate con la loro funzione • L’anatomia è lo studio della struttura di un organismo. • La fisiologia è lo studio delle funzioni delle varie parti di un organismo. Copyright © 2006 Zanichelli editore Le funzioni di specifiche parti di un organismo (come le ali) dipendono dalla loro particolare struttura. Arto anteriore Polso Primo dito Palmo Rachide Secondo dito Terzo dito Rachide Struttura della penna Barba Barbula Uncino Figura 15.1 Copyright © 2006 Zanichelli editore Struttura ossea 15.2 Gli animali sono dotati di un’organizzazione strutturale di tipo gerarchico L’organizzazione strutturale del mondo vivente è impostata secondo diversi livelli gerarchici. 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 Figura 15.2 Copyright © 2006 Zanichelli editore 15.3 I tessuti sono gruppi di cellule con struttura e funzioni comuni • In quasi tutti gli organismi pluricellulari, la maggioranza delle cellule del corpo è organizzata in tessuti. • 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. Copyright © 2006 Zanichelli editore 15.4 Il tessuto epiteliale riveste internamente ed esternamente il corpo e i suoi organi • Il tessuto epiteliale, detto anche epitelio, è costituito da strati di cellule strettamente adiacenti che rivestono le superfici corporee, gli organi interni e le cavità del corpo. • I diversi tipi di tessuto epiteliale vengono definiti in base al numero di strati cellulari da cui sono composti e dalla forma delle cellule predominanti nel tessuto. Copyright © 2006 Zanichelli editore Il tessuto epiteliale svolge funzioni di protezione, secrezione e scambio. Superficie libera dell’epitelio 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 Figura 15.4 C Epitelio cilindrico semplice (rivestimento interno dell’intestino) Copyright © 2006 Zanichelli editore Colonizzata SEM Membrana basale (matrice) Tessuto sottostante E Epitelio squamoso stratificato (pelle umana) 15.5 Il tessuto connettivo tiene uniti gli altri tessuti e li sostiene • I vari tipi di tessuto connettivo sono formati da un insieme di cellule sparse e circondate da una sostanza detta matrice. • Generalmente, la matrice è composta da fibre immerse in una sostanza che può essere liquida, gelatinosa o solida. Copyright © 2006 Zanichelli editore Il tessuto connettivo sostiene e tiene uniti gli altri tessuti. 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 Figura 15.5 Copyright © 2006 Zanichelli editore Canale centrale Globuli bianchi Matrice Cellule ossee Globulo rosso Plasma A Tessuto connettivo lasso (strato sottocutaneo) E Tessuto osseo F Sangue 15.6 Il tessuto muscolare permette il movimento • Il tessuto muscolare è costituito da fasci di lunghe cellule chiamate fibre muscolari ed è il più abbondante tessuto negli animali. • Il tessuto muscolare scheletrico è formato da muscoli detti volontari perché, in genere, l’animale può controllarne la contrazione. • Il tessuto muscolare cardiaco costituisce il tessuto contrattile del cuore. I muscoli cardiaci pompano il sangue. • Il tessuto muscolare liscio è costituito da fibre involontarie responsabili della contrazione delle pareti degli organi interni come lo stomaco. Copyright © 2006 Zanichelli editore I tre tipi di muscoli: 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 Figura 15.6 Copyright © 2006 Zanichelli editore 15.7 Il tessuto nervoso forma una rete di comunicazione Il tessuto nervoso trasmette le informazioni da una parte all’altra del corpo sotto forma di segnali, o impulsi, nervosi. Percepisce gli stimoli, determina e dirige le risposte e fa sì che le varie parti del corpo agiscano come un insieme coordinato. Corpo cellulare Nucleo Figura 15.7 Copyright © 2006 Zanichelli editore LM 330× Prolungamenti cellulari 15.8 Gli organi sono formati da tessuti Un organo è costituito da diversi tessuti che, nel loro insieme, hanno il compito di svolgere una specifica funzione. Lume Intestino tenue (in sezione) Lume Tessuto epiteliale (epitelio cilindrico) Tessuto connettivo Tessuto muscolare liscio (2 strati) Tessuto connettivo Figura 15.8 Copyright © 2006 Zanichelli editore Tessuto epiteliale 15.9 I sistemi cooperano per svolgere le funzioni vitali • Per costituire un sistema (o apparato) è necessaria l’integrazione di diversi organi. • Ogni sistema svolge una o più funzioni. • Nei vertebrati sono presenti 12 sistemi principali. Copyright © 2006 Zanichelli editore Il sistema digerente e il sistema respiratorio accumulano cibo e ossigeno. Bocca Esofago Fegato Stomaco Cavità nasale Laringe Trachea Bronco Intestino tenue Polmone Intestino crasso Ano A Sistema digerente Figure 15.9A, B Copyright © 2006 Zanichelli editore B Sistema respiratorio • Il sistema cardiovascolare, aiutato dal sistema linfatico, rifornisce le cellule del corpo di ossigeno e sostanze nutritive. • Il sistema immunitario, insieme al sistema linfatico, protegge il corpo dall’attacco di sostanze estranee, microrganismi e cellule cancerose. Midollo osseo Cuore Timo Milza Linfonodi Vasi sanguigni Figure 15.9C–E Copyright © 2006 Zanichelli editore C Sistema cardiovascolare Vasi linfatici D Sistema immunitario E Sistema linfatico • Il sistema escretore elimina dal sangue le sostanze azotate di scarto. • Il sistema endocrino e il sistema nervoso controllano e coordinano le attività corporee. Ipofisi Tiroide Timo Ghiandola surrenale Rene Uretere Vescica Uretra F Sistema escretore Figure 15.9F–G Copyright © 2006 Zanichelli editore Pancreas Cervello Organo di senso Midollo spinale Nervi Testicolo (maschio) Ovaia (femmina) G Sistema endocrino H Sistema nervoso • Il sistema tegumentario riveste e protegge il corpo. • Il sistema scheletrico e il sistema muscolare sostengono l’organismo e gli permettono di muoversi e mantenere una postura. Capelli Cartilagine Pelle Unghie I Sistema tegumentario Figure 15.9I–M Copyright © 2006 Zanichelli editore Muscoli scheletrici Ossa L Sistema scheletrico M Sistema muscolare Il sistema riproduttore produce i gameti e gli ormoni sessuali. Maschio Femmina Prostata Vescicole seminali Uretra Pene Ovidotto Ovaia Utero Vagina Testicoli Figura 15.9N Copyright © 2006 Zanichelli editore N Sistema riproduttore COLLEGAMENTI 15.10 Nuove tecniche di visualizzazione delle immagini permettono di osservare l’interno del corpo • 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. Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore 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. Copyright © 2006 Zanichelli editore La risonanza magnetica microscopica (RMM) fornisce immagini tridimensionali di strutture molto piccole (come gli organi di un embrione). Figura 15.10C Copyright © 2006 Zanichelli editore La tomografia a emissione di positroni (PET) è una tecnica che fornisce informazioni sui processi metabolici in punti specifici del corpo. MAX ASCOLTARE PAROLE Figura 15.10D Copyright © 2006 Zanichelli editore EMETTERE PAROLE VEDERE PAROLE PENSARE PAROLE MIN Gli scambi con l’ambiente esterno e l’omeostasi 15.11 Gli adattamenti strutturali favoriscono gli scambi chimici tra gli animali e l’ambiente • Gli animali non possono sopravvivere se non scambiano sostanze con l’esterno. • Questi scambi avvengono anche a livello della cellula, attraverso la propria membrana. Copyright © 2006 Zanichelli editore Nei piccoli animali con una struttura corporea semplice (come l’idra) la superficie esposta di ogni cellula è abbastanza estesa da poter provvedere in modo soddisfacente, tramite la diffusione e il trasporto attivo, alle esigenze dell’intero volume del citoplasma. Bocca Diffusione Diffusione Cavità gastrovascolare Figura 15.11A Copyright © 2006 Zanichelli editore Due strati di cellule • Gli animali con un corpo strutturalmente complesso hanno strutture specializzate che aumentano la Ambiente esterno superficie interna. Bocca • Lo scambio di sostanze tra il sangue e il corpo avviene attraverso il liquido interstiziale: le sostanze passano dal sangue al liquido interstiziale e da questo alle cellule. Sistema digerente Cibo CO2 O2 e gu n a S Sistema respiratorio Liquido interstiziale Cuore Sostanze nutritive Sistema circolatorio Cellule Intestino Sistema escretore Ano Figura 15.11B Copyright © 2006 Zanichelli editore Sostanze non assorbite (feci) Prodotti di rifiuto metabolico (urina) Il sistema respiratorio possiede un’enorme superficie interna, con un’ampia rete di capillari. Figura 15.11C Copyright © 2006 Zanichelli editore 15.12 Gli animali regolano il proprio ambiente interno In risposta ai cambiamenti delle condizioni dell’ambiente esterno, molti animali possono mantenere relativamente costanti le condizioni del proprio ambiente interno, una condizione nota come omeostasi. Ambiente esterno Meccanismi omeostatici Ampie fluttuazioni Figura 15.12A Copyright © 2006 Zanichelli editore Figura 15.12B Ambiente interno Piccole fluttuazioni 15.13 L’omeostasi è regolata da meccanismi a feedback negativo Il termostato nel cervello attiva meccanismi di raffreddamento. La maggior parte dei sistemi di controllo che regolano l’omeostasi si basa su un meccanismo a feedback negativo, nel quale il cambiamento di una variabile provoca reazioni che contrastano quel cambiamento. Figura 15.13 Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 36–38οC 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.
