16/06/2014 TESSUTO OSSEO CARATTERISTICHE: Denso Compatto Solido Leggero Elastico Basso peso specifico 1 OSSO (tessuto connettivo) matrice cellule viventi + extracellulare Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa L’osso è un materiale vivente dinamico che viene continuamente rinnovato e ricostruito per tutta la durata della vita di un individuo fibrille collagene STIMOLI MECCANICI sali di calcio Funz. di ematopoiesi e immunitaria midollo emopoietico protezione organi vitali elementi sangue FATTORI METABOLICI FATTORI ALIMENTARI Funz. meccaniche di sostegno e protezione Funz. metabolica e di riserva attacco muscoli locomozione Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa FATTORI ENDOCRINI IPERTROFIA banca del calcio mobilizzabile impalcatura rigida supporto interno Resistente alle azioni meccaniche (trazione, compressione, torsione e flessione) Aumento di sostanza e accrescimento di volume ATROFIA Perdita di sostanza e diminuzione di volume conduzione nervosa omeostasi calcica contrazione muscolare Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 1 16/06/2014 TESSUTO OSSEO Tessuto connettivo con componente extracellulare calcificata OSTEOBLASTI: producono la matrice extracellulare OSTEOCITI: cellule adulte in stasi OSTEOCLASTI: demoliscono i depositi di calcio cellule viventi 5% matrice extracellulare lunghe SOSTANZA ORGANICA: fibre collagene (20%), glicoproteine, mucopolisaccaridi SOSTANZA INORGANICA: sali di calcio: fosfato di calcio o idrossiapatite (85%), carbonato di calcio (10%); proteine 95% Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa degli arti corte mani, piedi piatte volta cranica, scapole irregolari vertebre ossa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Osso lungo Tavolato esterno Diploe Epifisi: all’estremità, sotto la cartilagine articolare Metafisi: sotto il disco epifisario (di accrescimento) Tavolato interno Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Diafisi: tratto centrale (tra due metafisi) Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 2 16/06/2014 Osso spugnoso Osso compatto Epifisi Prossimale Metafisi Cartilagine articolare Ialina Cartilagine articolare Linea epifiseale Endostio Osso spugnoso Osso compatto omero Canale midollare (midollo giallo) Diafisi Midollo giallo Osso compatto Periostio Fibre di Sharpey Arterie Epifisi distale Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa L’osso è avvolto da una membrana connettivale esterna detta periostio e da una interna detta endostio: queste membrane, m olto vascolarizzate, assicurano il nutrimento alle cellule e intervengono nei processi di formazione e riparazione dell’osso. sottile membrana esterna di tessuto connettivo molto vascolarizzata Periostio Potenzialità osteogenica fasci collageni capillari, arteriole nervi osteoblasti all’interno accrescimento osso nuovo Infiammazione (fratture) cavità midollare midollo emopoietico endostio Riveste tutte le superfici interne delle cavità ossee. E’ composto da un unico strato di cellule osteoprogenitrici. E’ più sottile del periostio, e’ deputato al nutrimento e a fornire nuove cellule ossee. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa osteoblasti Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 3 16/06/2014 Dal punto di vista macroscopico si distinguono due tipi di tessuto osseo: osso spugnoso e osso com patto OSSO SPUGNOSO: rete di spicole ossee ramificate (trabecole) immerse nel midollo osseo OSSO COMPATTO: massa solida continua organizzata in lamelle regolari Nelle ossa lunghe, la diafisi è costituita da osso compatto, le epifisi da osso spugnoso avvolto da un sottile strato corticale. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Entrambi i tipi di osso hanno una struttura lamellare: ciascuna lamella è formata da cellule (osteociti) e sostanza intercellulare. appare com e una m assa solida continua. Rappresenta l’80% dello scheletro e costituisce la quasi totalità delle ossa lunghe (nelle quali assume forma tubolare delimitando il canale midollare contenente il midollo osseo) e di quelle piatte. Ha densità di 1,8 g/cm3. Osso Spugnoso Osso Compatto Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 4 16/06/2014 cellule viventi 5% TESSUTO OSSEO osteocita matrice extracellulare calcificata 95% le lamelle si aggregano formando una rete tridimensionale di piccole spicole ossee ramificate che delimitano un labirinto di spazi intercomunicanti occupati dal m idollo osseo emopoietico. Ha densità variabile da 0,1 a 1 g/cm3. osteone Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Essendo meno denso, l’osso spugnoso è molto meno resistente alla compressione rispetto a quello compatto, quindi è più soggetto a fratture. La struttura trabecolare delle epifisi ha la migliore orientazione possibile per resistere alle sollecitazioni: le fibre ossee sono perciò disposte lungo le linee di carico. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 5 16/06/2014 Piani di orientam ento Piani di sezione Piano Sagittale (o Mediano): divide il corpo o ogni sua parte in una metà destra e una sinistra; è un piano longitudina le che si estende da davanti a indietro in corrisponden za della linea mediana. Piano Frontale (o Coronale): divide il corpo o ogni sua parte in porzione anteriore o posteriore; è un piano longitudina le che si estende da un lato all'altro del corpo. Piano Trasversale: è denomin ato anche orizzontal e e divide il corpo o ogni sua parte in superiore o inferiore (parte craniale e parte caudale). Superiore: verso la testa Inferiore: verso i piedi (caudale) Anteriore: davanti Posteriore: dietro Mediale: verso la linea mediana del corpo Laterale: verso il lato del corpo o lontano dalla linea mediana Prossimale: verso o più vicino al centro del corpo o al punto di origine di una delle sue parti. Distale: più lontano dal tronco o dal punto di origine di una parte del corpo. FUNZIONI PRINCIPALI DELLO SCHELETRO UMANO Sostenere il corpo Proteggere alcuni organi interni Permettere il movimento offrendo punti d'aggancio ai muscoli Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Scheletro assile ed appendicolare Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Scheletro assile: cranio colonna vertebrale gabbia toracica (coste e sterno) Scheletro appendicolare: arti superiori arti inferiori Cintura scapolare: clavicola scapola Cintura pelvica: coxali Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 6 16/06/2014 Diartrosi , Articolazioni Diartrosi ampia capacità di movimento dei capi articolari. Zone dove le ossa vengono a stretto contatto e si articolano Capsula articolare: articolare: Maggior parte delle articolazioni. Capi articolari sempre ricoperti da Cartilagine Ialina. Sinartrosi , movimento dei capi articolari minimo Strato fibroso, esterno di connettivo denso, continuo con periostio. Strato sinoviale, cellulare interno, ricopre le superfici non cartilaginee. Detto anche membrana sinoviale. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa CRANIO Il cranio rappresenta il distretto anatomico più complesso e più importante dello scheletro La scatola cranica ha l'importante funzione di proteggere l'encefalo e gli organi di senso in esso contenuti. Protegge l'encefalo Supporta gli organi di senso (vista, olfatto, udito, gusto) Supporta l’apparato masticatorio Il cranio, con il suo peso di quasi 1kg nel bambino e 4-5kg nell'adulto, è in grado di esercitare una notevole influenza sulla statica e sulla dinamica del corpo. S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa POTENZIALITA’ IN ANTROPOLOGIA FUNZIONI 27 Determinazione età di morte e sesso Interpretazione della storia evolutiva degli ominidi Indicatori di stress Patolgie dentoalveolari Analisi caratteri discontinui Biologia popolazionistica (distanze genetiche) S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 28 7 16/06/2014 Il cranio, composto da 29 ossa, è solitamente diviso in: neurocranio 1 osso occipitale, 1 osso sfenoide, 1 osso frontale, 2 ossa temporali, 2 ossa parietali, 6 ossa timpaniche. NEUROCRANIO splacnocranio o scheletro della faccia 1 osso etmoide, 1 osso vomere, 2 ossa nasali, 2 ossa lacrimali, 2 cornetti nasali inferiori, 2 ossa malari, 2 ossa palatine, 2 zigomatici, 2 mascellari, 1 mandibola, 1 osso ioide. SPLANCNOCRANIO S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 29 S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 30 S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 32 Alla nascita le ossa craniche sono intervallate da tessuto connettivo denso (membrane cartilaginee) chiamate fontanelle, che poi ossificano nei primi anni di vita Alla nascita il cranio è più grande, rispetto alle altre parti del corpo ed il neurocranio è più voluminoso rispetto alla faccia, riflettendo l’importanza della dominanza dello sviluppo del cervello nelle prime fasi di maturazione 31 8 16/06/2014 Norma frontale Norma inferiore Le ossa craniche sono articolate tra loro attraverso le suture Norma laterale Norma superiore S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 33 S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 34 35 S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 36 9 16/06/2014 Ossa mascellari Ossa pari che formano la porzione più ampia della faccia. Funzione principale è quella di accogliere i denti all’interno degli alveoli. L’osso mascellare forma parte dell’apertura nasale, il pavimento delle orbite ed il palato. S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 37 S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 38 S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 39 S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 40 10 16/06/2014 Mandibola Si articola attraverso i condili mandibolari all’osso temporale (articolazione temporomandibolare) La sua funzione principale è quella della masticazione attraverso i denti, su di essa si inseriscono i muscoli masticatori Si compone di due parti principali : il corpo (ramo orizzontale) ed il ramo verticale S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 41 La dentizione umana è caratterizzata da denti decidui nell’età infantile, che vengono completamente sostituiti da quelli permanenti, attorno agli 11-12 anni di età. S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 42 DENTI DECIDUI I denti decidui sono 20 10 per ogni arcata: 4 incisivi, 2 canini 4 molari. Tavole di sviluppo ed eruzione dentaria in relazione all’età. In grigio i denti decidui. S.Minozzi, Università di Pisa Da Ubelaker (1989), 43 Università di Pisa, Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica 44 11 16/06/2014 DENTI DEFINITIVI La funzione delle diverse tipologie di denti I denti permanenti di un soggetto adulto sono 32, 16 per ciascuna arcata: 4 incisivi (2 centrali e 2 laterali) 2 canini, 4 premolari 6 molari. La formula dentaria, uguale anche per scimmie del vecchio mondo, antropomorfe e ominidi (moderni e fossili) è 2,1,2,3. Rispetto al mammifero ancestrale (3,1,4,3) c’è stata una riduzione di 1 incisivo e 2 premolari. I premolari adiacenti al canino sono probabilmente scomparsi in sequenza , così che i premolari rimasti sono generalmente chiamati P3 e P4, riflettendo la perdita dei primi due. Università di Pisa, Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica 45 46 COLONNA VERTEBRALE 3 muscoli principali per il controllo dei movimenti masticatori: L'asse del corpo umano è costituito da una solida e flessibile colonna a form a di doppia S. La colonna vertebrale è com posta da num erosi segmenti ossei detti vertebre. Le vertebre, a seconda della loro posizione nello scheletro assiale, vengono suddivise in: Masseteri – permettono la chiusura lenta e potente delle mascelle con mov imenti masticatori av anti-indietro-laterali La colonna vertebrale dell'uomo è com posta da 33-34 vertebre: Temporali – permettono la chiusura rapida e forte delle mascelle in un piano v erticale 7 vertebre cervicali (rosse) 12 vertebre toraciche o dorsali (blu) 5 vertebre lombari (gialle) 5 vertebre sacrali (verdi) 4-5 vertebre coccigee (arancioni) Pterigoidei – producono mov imenti laterali delle mascelle S. Minozzi - Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Università di Pisa, Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica 47 12 16/06/2014 Vista posteriormente la colonna vertebrale appare dritta. Vista lateralmente invece presenta quattro curve armoniche Le curv e fisiologiche aiutano la colonna v ertebrale ad ammortizzare le pressioni e le sollecitazioni. Avere quindi un certo grado di lordosi e cif osi è normale. Non è normale invece un aumento o una riduzione del grado della lordosi e della cifosi. Ogni vertebra è composta da un corpo, da cui si dipartono due prolungamenti (dx e sx) che formano l’arco vertebrale. Tale arco delim ita il foro vertebrale, all’interno del quale decorre il m idollo spinale. Posteriormente all’arco vertebrale è presente un processo spinoso (o apofisi spinosa) mentre lateralmente sono presenti due processi detti processi traversi. Curva sacrale L’articolazione tra una vertebra e l’altra avviene attraverso le faccette articolari, localizzate sui processi articolari superiore (2 faccette) e inferiore (2 faccette). I corpi vertebrali sono separati tra loro da dischi intervertebrali, fibrocartilaginei, che ammortizzano i movimenti di flessione ed estensione della colonna (articolazione sinoviale). Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Legamenti e muscoli uniscono una vertebra all’altra costituendo un’unità ARTICOLAZIONI VERTEBRALI flessibile e mobile Le 24 v ertebre superiori e mobili sono collegate fra di loro da: dischi intervertebrali posti fra i corpi legamenti lunghi e brevi a direzione longitudinale articolazioni tra i processi articolari Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa muscoli lunghi e brevi 13 16/06/2014 La degenerazione del disco intervertebrale che si verifica con il progredire dell’età, o a seguito di stress biomeccanici, può causare patologie osservabili sulle vertebre (atropatie, ernie del disco o ernie di Schm örl). Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa PRESSIONE SUI DISCHI INTERVERTEBRALI Quando si espone la colonna vertebrale ad un carico, la pressione sui dischi aumenta e si distribuisce su tutta la superficie. La figura sottostante evidenzia la quantità di carico a cui è sottoposta la colonna vertebrale nelle varie posture a seconda della posizione che si assume. hanno un corpo piccolo e basso, con apofisi bifide e fori posti lateralmente al corpo (arteria vertebrale) Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 14 16/06/2014 V vertebra cervicale Fusione archi vertebrali: 2-4 anni Fusione arco con corpo: 3-6 anni 1 anno 6 anni Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa le prime due vertebre cervicali si distinguono dalle altre per la loro morfologia. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 1 anno 6 anni Atlante Epistrofeo Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 15 16/06/2014 hanno il corpo più grande delle cervicali, e si distinguono dalle lombari per le faccette articolari con le coste poste sui lati del corpo. Il processo spinoso o apofisi non è bifido come nelle cervicali. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa V vertebra toracica 1 anno Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa sono le più grandi e il diametro del corpo aumenta di larghezza dalla prima alla quinta. Sono prive delle faccette articolari per le coste sui lati del corpo e hanno le apofisi trasverse verticalizzate e la spina rettangolare. 6 anni Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 16 16/06/2014 II vertebra lombare 1 anno Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa L'osso sacro è composto da cinque segmenti vertebrali. Questi segmenti sono separati nei bambini ma nella pubertà si fondono in un blocco unico. Si articola con le ossa iliache come un cuneo, formando il bacino. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 6 anni Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa presenta quattro coppie di fori sacrali, anteriori e posteriori, che lo attraversano. Tali fori corrispondono ai fori intervertebrali e servono al passaggio dei nervi. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 17 16/06/2014 è formato dalla fusione delle ultime 4 o 5 vertebre Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Le 12 vertebre della regione toracica sono articolate con le costole (12 paia), le quali si portano ventralmente a costituire la gabbia toracica che ha la funzione di proteggere i numerosi organi vitali che vi alloggiano all'interno. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa E’ costituita da 12 vertebre toraciche, 12 paia di coste e dallo sterno. Le prime 7 si articolano direttamente con lo sterno (coste vere); le successive 3 si articolano allo sterno ancorandosi alla cartilagine della costola precedente (coste false); Le ultime due paia di coste, dette fluttuanti, terminano liberamente con le proprie punte nello spessore della parete addominale. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 18 16/06/2014 Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Allo sterno si articolano le prim e 7 coste (vere) Lo sterno è formato da 3 parti: manubrio, corpo, processo xifoideo. Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa Divisione di Paleopatologia, Storia della Medicina e Bioetica, Università di Pisa 19