Apparati e sistemi
del corpo umano
Nell’ ultimo anno della scuola primaria è possibile immaginare di
guardare dentro il corpo umano e scoprirne i segreti. Un buon
lavoro con i vertebrati ha sicuramente introdotto il concetto di
apparato circolatorio, di sistema nervoso, di muscoli, di scheletro.
Ora in questo anno ci si trova di fronte alla possibilità di far scoprire
la perfezione e la delicatezza del nostro corpo. Questo concetto
porta necessariamente ad una consapevolezza del proprio corpo e
della necessità di averne cura in un’età in cui avvengono grandi
cambiamenti. L’igiene personale, una corretta alimentazione e una
cura del corpo sono concetti che devono essere trasmessi senza
assolutismi, permettendo ai ragazzi di sperimentare le funzioni e i
processi che sono alla base del funzionamento del loro corpo.
Maggiori apparati o sistemi
apparato tegumentario: pelle ed anche peli, capelli e unghie
sistema scheletrico: supporto strutturale e protezione con le ossa, le
cartilagini e i legamenti
apparato muscolare: movimento con i muscoli e i tendini
sistema nervoso: acquisisce, trasferisce e processa l'informazione tramite
l'encefalo, il midollo spinale e i nervi
sistema linfatico
sistema immunitario: che difende dagli agenti che causano malattie
apparato cardiovascolare: con il cuore, sangue, e vasi sanguigni
apparato respiratorio: organi usati per la respirazione
apparato digerente: assorbimento e digestione delle sostanze nutritive
apparato urinario: strutture coinvolte nel bilanciamento elettrolitico e
nell'escrezione dell'urina
apparato genitale: organi coinvolti nella riproduzione
sistema endocrino: comunicazione all'interno del corpo attraverso l'uso
degli ormoni prodotti dalle ghiandole endocrine
"sistema"
un'unità morfofunzionale che è costituita da tessuti omogenei (uno, due tipi al massimo),
ma soprattutto con la stessa origine embriologica e con stessa funzione
"apparato”
insieme di organi che possono avere origine embriologica e struttura istologica differente
ma che cooperano per lo stesso gruppo di funzioni
il sistema scheletrico
è formato da ossa unica origine embrionale (e unico tipo di tessuto)
l'apparato locomotore
è fatto da ossa, legamenti e muscoli.
il sistema nervoso
è formato dal tessuto omonimo
l'apparato neuroendocrino
accomuna anche quelle strutture anatomiche ghiandolari comprese nella stessa zona
topografica dell'encefalo
Il sistema
scheletrico
IL TESSUTO OSSEO
L’osso rappresenta per i ragazzi un universo di cui hanno coscienza, ma che
allo stesso tempo conoscono poco. Ognuno toccandosi ha la cognizione di
avere delle ossa che sono dentro il corpo, ma per fortuna raramente le
vediamo. Potremo iniziare in classe chiedendo se qualcuno ha avuto fratture o
ha avuto familiari che si sono fratturati un osso. Facciamoci raccontare cosa
anno visto o sentito in proposito. Lo scopo di questa chiacchierata è quello di
iniziare a elencare nomenclatura, funzioni ed aggettivi che possono essere
usati per descrivere le ossa. E’ facile che i racconti si incentrino sulle ossa
degli arti e che si racconti di gessi o tutori. Un elemento che potremmo
introdurre è la radiografia di un tronco, di un braccio, di un piede. Senza dire di
cosa si tratti, chiediamo loro di indovinare cosa è sulla lastra radiografica.
Spieghiamo che la radiografia si fa utilizzando dei raggi che si chiamano raggi
X che possono penetrare tutte le parti molli del nostro corpo, ma non le ossa.
Dove vediamo bianco i raggi non hanno colorato di blu o grigio la lastra e
quindi possiamo avere un “negativo” delle ossa. In tempi attuali in cui il
concetto di fotografia e di negativo non sono più frequenti, può essere difficile
intuire questo concetto, ma potremmo utilizzare una torcia e spiegare con le
ombre cinesi cosa vuol dire che i raggi luminosi (al pari dei raggiX) sono
bloccati dalla mano (e nell’altro caso dall’osso).
Funzioni delle ossa: strutturale, protettiva e ematopoietica
Per spiegare la funzione strutturale, diremo che i
vertebrati, ossia gli animali che hanno una colonna
vertebrale, possono muoversi e stare eretti perché hanno
uno scheletro interno.
portiamo in classe del DIDO’ (o equivalente) e del fil di ferro.
Dividiamo i ragazzi in gruppetti da 4 o 5 e chiediamo loro di
realizzare una giraffa abbastanza grande (in modo che senza
fil di ferro non possa mantenere zampe e collo in posizione)
ed una stella marina. Mettiamo sul tavolo il fil di ferro
arrotolato senza dire a cosa serva. Non potendo sostenere il
collo né le lunghe zampe, i ragazzi dovranno costruire per la
giraffa un’intelaiatura di ferro che aiuti a sostenere la struttura
nel suo complesso, mentre la stella marina, molto più piccola,
non avrà problemi. Le ossa sono quindi importanti per
sostenere corpi di una certa dimensione.
L’OSSO DURO ed ELASTICO
Le ossa sono dure ed elastiche allo stesso tempo. Queste due proprietà
sono dovute ai due componenti principali: una componente organica,
l’osseina (conferisce elasticità)e una componente inorganica, i sali
minerali (rendono l’osso duro e rigido).
Se non ci fossero i sali minerali, come sarebbe l’osso? Proviamo a
vederlo sciogliendo i sali con un acido.
Occorrente: l’osso della coscia del pollo, aceto (l’acido), un barattolo
• prendi l’osso e prova a piegarlo
• mettilo in un barattolo e coprilo completamente con dell’aceto
• chiudi il barattolo ed aspetta qualche giorno
• prova ora a piegare l’osso
L’osso sarà super elastico e si piegherà
Se non ci fosse l’osseina, come sarebbe l’osso? Eliminiamo l’osseina
bruciandola con il fuoco.
Occorrente: un osso di pollo, un accendino
• prendi l’osso e prova a piegarlo
• brucialo con la fiamma dell’accendino nella parte centrale e
• prova a piegare l’osso.
L’osso si romperà in quanto non sarà più elastico
Funzioni delle ossa: strutturale, protettiva e ematopoietica
Per spiegare la funzione protettiva
prendiamo una palla di plastica dura di quelle che si usano per fare le palline
dell’albero di natale e vi mettiamo all’interno un’arancia sbucciata. Riempiamo
con un po’ di acqua e facciamo uscire alcuni fili di lana e chiudiamo con del
nastro adesivo. Infiliamo i fili di lana nel tubetto di plastica che ricopre le
penne Bic (che è trasparente). Spieghiamo che la pallina ed il tubo
rappresentano il cranio e la colonna vertebrale mentre l’arancia rappresenta il
cervello e i fili di lana i nervi che escono dal cervello e passano nella colonna.
Questo piccolo modello rende perfettamente l’idea della protezione esercitata
dalle ossa sulle strutture interne del nostro corpo.
Se siamo riusciti a mettere abbastanza acqua, vedremo che l’arancia può
fluttuare e che, se sbattiamo la pallina, il movimento dell’arancia è attutito
(analogamente a quanto avviene nel nostro cranio dove il cervello "galleggia"
sospeso nel liquido compreso tra le due meningi più interne per attutire
eventuali urti o traumi). Chiediamo loro se conoscono altre strutture ossee
che proteggono organi interni per parlare anche della cassa toracica e delle
ossa pelviche.
Funzioni delle ossa: strutturale, protettiva e ematopoietica
Infine affronteremo la funzione ematopoietica e per fissare
visivamente l’informazione riguardo alla presenza del midollo
osseo
realizzeremo un osso lungo con la plastilina bianca al centro
del quale metteremo un rotolo fatto con la plastilina rossa.
Una volta solidificato, romperemo l’osso e osserveremo come
il midollo al centro appaia rosso (oltre le cellule bianche del
sangue, nel midollo sono prodotti anche i globuli rossi).
Arti superiori
includono la spalla, il braccio, il gomito, il polso, la mano
Arti inferiori
tutto ciò che sta sotto al legamento inguinale, includono l'anca, la coscia, il
ginocchio, la gamba e il piede
L’apparato
muscolare
MUSCOLI ANTAGONISTI
Per imparare il funzionamento degli apparati, è necessario semplificare notevolmente la complessità del
nostro corpo. Per i ragazzi è un continuo esercizio di astrazione: non possono vedere dentro il loro corpo, ma
hanno imparato a riconoscere alcune regole fisiologiche. Hanno bisogno di provare quel che imparano e di
“vederlo” per capirlo e memorizzarlo. Ogni esperimento che compiamo, ci permette di illustrare loro il
meraviglioso equilibrio che regola ogni nostra azione, volontaria o involontaria. Attraverso queste nozioni,
possiamo insegnare loro che il nostro corpo deve essere rispettato e mantenuto in uno stato ottimale in
modo che tutte le funzioni che dobbiamo svolgere continuamente possano “filare lisce come l’olio”. Tutto il
programma di quinta permette di porre l’accento sul rispetto.
Tra i vari argomenti, abbiamo il sistema muscolare, formato da muscoli, tendini e legamenti. Tutti gli arti del
nostro corpo si muovono attraverso muscoli attaccati alle ossa mediante i legamenti e i tendini. I legamenti
hanno la funzione di tenere fra loro unite due o più strutture anatomiche (per esempio, due ossa) o di
mantenere nella posizione un organo, mentre i tendini sono una struttura per mezzo della quale l’estremità
di un muscolo si inserisce su di un osso o sulla pelle. Il tendine è resistente e inelastico e appare come una
fascia o un cordone.
Nel braccio, ci sono il bicipite e il tricipite: sono detti antagonisti, perché lavorano insieme per fare il
movimento desiderato. Quando uno si accorcia (si contrae), l’altro si allunga (si rilassa) e viceversa. Vediamo
con i ragazzi come funzionano questi due muscoli.
Occorrente: 3 strisce di cartone rigido lunghe 25 cm,
una più larga (sarà l’omero) e due più strette (l’ulna e il
radio), due elastici della stessa lunghezza (i muscoli),
fermacampioni (l’articolazione). Un foglio di carta.
1.Disegniamo il contorno della mano su un foglio e ritagliamone
la sagoma.
2.Prendiamo le 3 strisce di cartone. Buchiamo (è molto facile
farlo con il fermacampione chiuso) ulna e radio alle estremità in
posizione centrale, mentre l’omero andrà bucato al centro per il
gomito e ai due bordi esterni alla spalla per attaccare bicipite
(internamente) e tricipite (esternamente).
3.Mettiamo le “ossa” l’una sull’altra (lasciando sotto l’omero) e
fissiamole con i fermacampioni in un punto che sarà il gomito:
devono essere una in verticale (l’omero) e due in orizzontale
(ulna e radio) ad angolo retto fra di loro.
4.Buchiamo con il fermacampione l’ulna, che è l’osso più in alto
sul quale si attacca il bicipite, come nella figura. Buchiamo anche
il radio come in figura per legare il tricipite.
5.Fissiamo 2 elastici tagliati e lunghi 25 cm, prima in alto (come
se fosse la spalla) e poi negli altri buchi. Gli elastici devono
essere tesi, ma non tirati.
6. Attacchiamo la mano mediante due altri fermacampioni
all’ulna e al radio.
7.Ora pieghiamo il “braccio” e poi distendiamolo. Cosa succede?
Proponiamo ai ragazzi la costruzione individuale del modello e
poi facciamoli giocare a piegare e distendere. Gli elastici si
tenderanno e accorceranno alternativamente come accade
realmente nel braccio quando lo usiamo per prendere un
bicchiere dal tavolo e lo portiamo alla bocca per bere.
omero
ulna
radio
Il sistema
nervoso
La trasmissione dell’impulso nervoso
La trasmissione degli impulsi nervosi, è un argomento affascinante, ma anche
molto complicato. In questa esperienza, parleremo di trasmissione nervosa,
intendendo il percorso dal sistema nervoso centrale (il cervello e il midollo
spinale, fig1) al sistema nervoso periferico (fig2) che, nel caso dell’esperimento
che stiamo per effettuare, comprende i moto-neuroni. Queste fibre, che come
dice il nome hanno a che fare con il movimento, innervano i muscoli e ne
inducono la contrazione o il rilassamento.
Fig 1
Fig 2
L’esperienza che stiamo per realizzare richiede delle tessere di domino, una superficie liscia e una
pallina. Cercheremo qui di rappresentare praticamente la trasmissione dell’impulso attraverso le
fibre nervose fino al compimento di un movimento (rappresentato dal rotolare della pallina).
Chiediamo ai bambini se hanno delle tessere di domino a casa o portiamone noi alcune a scuola.
Prima di tutto, posizioniamo le tessere di taglio, una di seguito all’altra con una distanza di circa due
terzi della tessera tra una e l’altra. Alla fine di questo “serpente” mettiamo una pallina leggera.
Le tessere del domino rappresentano le cellule nervose (neuroni) attraverso le quali viene trasmesso
l’impulso nervoso.
Facciamo una prima prova della trasmissione del segnale: sfioriamo leggermente la prima tessera,
senza farla cadere. Questo ci permette di dare una prima informazione: perché il segnale venga
trasmesso, è necessario che l’impulso che ne causa la propagazione sia abbastanza forte da
superare una soglia minima.
•I neuroni reagiscono solo se lo stimolo supera una soglia minima. Se ci limitiamo a sfiorare la prima
tessera, questa non cade e non accade nulla.
Successivamente, facciamo colpire la
prima tessera da un ragazzo ed
osserviamo tutti insieme la “trasmissione”
del segnale: la spinta fa cadere la prima
tessera che, a catena, fa cadere tutte le
altre. Al termine, la pallina verrà spinta in
avanti: dalla prima all’ultima tessera
osserveremo la propagazione di un
segnale.
Risolleviamo le tessere e facciamole
ripetere l’esperimento più volte da altri
ragazzi osservando attentamente il modo
con cui le tessere reagiscono. Facciamo
notare come il movimento debba avvenire
in un’unica direzione (altrimenti la pallina
non si muoverebbe) e che le tessere
cadono tutte alla stessa velocità.
•La pallina è solo ad uno dei due estremi del “serpente”, quindi il
segnale è unidirezionale. Inoltre la trasmissione dell’impulso nervoso è
costante durante tutto il percorso, senza perdita di energia, proprio
come accade alle tessere del domino che cadono alla stessa velocità.
Se si toglie una tessera al centro del “serpente”, le tessere poste oltre
al vuoto non cadono. Questa è un’altra considerazione importante da
fare: il sistema di conduzione del segnale deve essere integro, non ci
devono essere punti di discontinuità, altrimenti la trasmissione si
interrompe.
•Se alcune cellule nervose vengono danneggiate (ad esempio a causa
di un incidente) la trasmissione dell’impulso nervoso si interrompe e
non può essere ripristinata.
L’ apparato cardiovascolare
1 arteria carotide
2 arteria succlavia
3 arteria brachiale
4 arteria femorale
5 arteria tibiale
6 arteria aorta
7 arteria radiale
8 arteria ulnare
1 vena cava superiore
2 vena succlavia
3 vena safena
4 vena giugulare
5 vena cefalica
6 vena cava inferiore
7 vena femorale
IL CUORE
il cuore lavora come una pompa caratterizzata
da una fase di contrazione e da una di
rilasciamento.
Le valvole atrio-ventricolari, che separano gli atri
dai ventricoli, si aprono nella fase di
rilasciamento ventricolare, diastole, e
permettono ai ventricoli di riempirsi del sangue
accumulato negli atri, successivamente queste
valvole si chiudono, ciò coincide con la fase di
contrazione dei ventricoli, la sistole, cosicché il
sangue non possa refluire negli atri.
http://www.youtube.com/watch?v
=LOgDSy0mK8&NR=1&feature=endscreen
http://www.youtube.com/watch?v
=7-n9G7TzLjk&feature=related
La progressione verso i grossi vasi è assicurata
invece dall’apertura delle valvole semilunari
aortica e polmonare che avviene nella fase di
sistole: in questa fase i ventricoli che si
contraggono raggiungono pressioni di circa 125
millimetri di mercurio. Le valvole semilunari
dell’aorta e del tronco polmonare si
chiuderanno, invece, nella fase di diastole per
impedire il reflusso di sangue nei ventricoli.
Piccola circolazione
Il sangue esce dal ventricolo
destro e viene spinto ai
polmoni dove si libera
dell’anidride carbonica e si
carica di ossigeno. Quindi il
sangue torna all’atrio sinistro
Grande circolazione
Dal ventricolo sinistro le
arterie giungono ad ogni
parte del corpo e portano
sangue ossigenato ad ogni
cellula. Qui avvengono gli
scambi di ossigeno e
sostanze nutritive con i
prodotti di rifiuto della
cellula. Il sangue passando
lungo l’intestino si riempie
di sostanze ricavate dagli
alimenti, passa nel fegato
che è il filtro del sangue e
torna nell’atrio destro
L’ apparato
digerente
La digestione degli alimenti
La digestione dei carboidrati inizia nella bocca
E’ vero che la saliva contiene sostanze che iniziano la digestione decomponendo
gli zuccheri composti in zuccheri semplici? Proviamo a triturare del pane con e
senza saliva
occorrente: due pezzi di pane, due barattoli, acqua
•prendi uno dei due pezzi di pane, masticalo per almeno 1 minuto; prendi
l’altro, schiaccialo e rompilo il più possibile per renderlo simile a quello
masticato
•metti i pezzi in due diversi barattoli e aggiungi acqua
•dopo un po' di tempo osserva il contenuto dei due barattoli
• il pane masticato è molto modificato, è ridotto in poltiglia e l’acqua è
biancastra il pane non masticato si è gonfiato, ma l’aspetto non è molto diverso;
l’acqua è trasparente.
•la saliva presente nella bocca, contiene una sostanza che modifica gli zuccheri
complessi (come il pane) trasformandoli in zuccheri
La digestione delle proteine inizia nello stomaco:
I succhi gastrici presenti nello stomaco sono acidi: aiutano la digestione delle
proteine? Se le proteine sono state masticate, la digestione è migliore?
occorrente: due pezzi di carne (le proteine) da 20 grammi uno macinato
(masticato) e uno intero (non masticato), aceto, due barattoli di vetro
•prendi i due pezzi di carne e sistemali in due diversi barattoli che
rappresentano lo stomaco
•copri la carne con l'aceto (che simula i succhi gastrici)
•chiudi i barattoli e lascia agire per due giorni.
•L'aceto, come i succhi gastrici nello stomaco, ha trasformato la carne in
entrambi i barattoli. La carne macinata (che rappresenta le proteine
masticate), ha però una consistenza semi-liquida, mentre l’altra (le proteine
non masticate) è stata trasformata solo in superficie. La masticazione aiuta la
digestione delle proteine.
La digestione dei grassi avviene nell’intestino:
Nell’intestino, i sali biliari prodotti dalle cellule del fegato sono simili alle
molecole di detersivo: aiutano a rendere solubili i grassi in acqua? Come
agiscono?
Occorrente: olio, acqua, sapone per i piatti, due barattoli, carta assorbente, un
imbuto
•prendi due barattoli e scrivendo con un pennarello, distinguili in A e B
•versa in un ognuno 50 ml di acqua (i liquidi dell’intestino) e 50 ml di olio (i
grassi)
•Aggiungi in B alcune gocce di sapone (i sali biliari)
•mescola entrambi con il tappo chiuso e lascia riposare per qualche minuto.
•metti la carta assorbente (la parete dell’intestino) nell’imbuto e, mettendo un
bicchierino sotto, raccogli il filtrato prima di A e poi di B e completa la tabella
I grassi che arrivano all’intestino, possono essere assorbiti attraverso le pareti
dell’intestino grazie ai sali biliari che li rendono più solubili in acqua.
filtra l’acqua?
A
B
Filtra l’olio?
Colore del filtrato
Il torace
la regione del petto dalla cassa toracica al diaframma
Respirazione polmonare
La respirazione polmonare è quel processo attraverso il quale il
polmone effettua scambi gassosi tra l’atmosfera e il sangue. Vicino
alle cellule, i globuli rossi presenti nel sangue cedono ossigeno si
portano via l’anidride carbonica prodotta come scarto. Nei polmoni i
globuli rossi si liberano dell’anidride carbonica e si caricano di
ossigeno.
Alveoli polmonari
Vediamo come funzionano i polmoni
e la respirazione.
Occorrente: una spugna blu, tempera rossa
molto intensa, una ciotola con acqua
• Metti acqua nella ciotola e colorala di rosso
intenso con la tempera.
• Prima di tutto inizia a respirare regolarmente:
espira buttando fuori l’aria ed inspira
prendendo aria
• Prendi in mano la spugna blu (è il nostro
polmone nel quale è arrivato sangue sporco di
anidride carbonica) e espira buttando fuori
l’aria (strizza la spugna)
• inspira, ovvero prendi aria (immergi la spugna
tenendola strizzata nell’acqua rossa e la
rilasciala).
Quando espiri, il polmone cede anidride
carbonica, quando inspiri, il polmone si riempie di
ossigeno (quindi la spugna blu si colora di
rosso).
La frequenza respiratoria riflette l’attività dell’organismo: quando
sei a riposo, le cellule producono poca anidride carbonica e
necessitano di poco ossigeno, di conseguenza, gli atti respiratori
sono pochi e la respirazione è poco profonda.
Qual’è la tua frequenza respiratoria a riposo? Conta quanti
respiri compi in un minuto
…………………………………………………………………………
Quando sei in piena attività fisica, la respirazione aumenta.
Corri sul posto per un minuto, poi misura la tua frequenza
respiratoria
……………………………………………………………….………….
A riposo, riempiamo solo una piccola parte dei polmoni (quella
inferiore), mentre in piena attività si riempiono anche la porzione
intermedia e quella più alta.
Capacità polmonare
I vasi canopi
Nell’Antico Egitto, alla morte del Faraone e di alcuni
personaggi importanti, seguiva la mummificazione del
corpo del defunto. I Vasi canopi erano usati per
conservare alcuni organi interni estratti durante la
mummificazione. Da un punto di vista medico, gli
egiziani erano evoluti per i loro tempi. I visceri estratti
dal corpo del defunto vennero inizialmente riposti in
una cassetta a 4 scomparti, poi vennero creati dei veri
e propri vasi con coperchio a forma di testa umana o di
animali. Le teste dei quattro Figli di Horo venivano
rappresentate sui coperchi dei vasi che contenevano
rispettivamente:
•il fegato; Hamset (uomo),
•i polmoni; Hapi (scimmia),
•gli intestini; Qebeshenuf (falco),
•lo stomaco; Duamutef (sciacallo).
Per imparare la disposizione di alcuni organi all’interno del
corpo, taglia la figura umana e gli organi dei vai canopi.
Plastificali usando il decofix o attaccandoci sopra il nastro
adesivo trasparente.
Ora, posiziona correttamente gli organi aiutandoti con le
linee disegnate. Ricorda che il corpo è tridimensionale e
che alcuni organi, in questa rappresentazione in due
dimensioni, in parte si sovrapporranno.
•Inizia con l’intestino: la posizione del retto e una linea
tracciata, ti aiutano a posizionarlo correttamente.
•Successivamente metti lo stomaco. Per semplificare il
posizionamento, sono stati disegnati l’esofago ed il
duodeno. Fai combaciare i due orifizi dello stomaco con
esofago (in alto) e duodeno (in basso).
•Ora posiziona il fegato, che deve rimanere sotto la linea
che rappresenta il diaframma
•Infine, sopra il diaframma, vanno i polmoni che
terminano nella gola con la laringe.
Addome
va dal diaframma alla regione pelvica
