1
Sylvia S. Mader
Immagini e
concetti
della biologia
2
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
C4 – I sistemi
scheletrico e
muscolare
3
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Lo scheletro sostiene, protegge e
guida i movimenti del corpo
L’endoscheletro dei mammiferi assolve diverse funzioni:
• protezione degli organi interni;
• forma generale e impalcatura del corpo;
• assistenza nella funzione respiratoria;
• riserva di calcio;
• contributo al lavoro del sistema linfatico e immunitario;
• contributo alla funzione digestiva;
• la locomozione.
4
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Lo scheletro può essere idrostatico,
esterno o interno
Vi sono alcuni gruppi animali privi di una struttura
scheletrica rigida ma dotati di una cavità gastrovascolare
o di un celoma riempiti di fluido. Questo tipo di sostegno
viene chiamato scheletro idrostatico o idroscheletro.
5
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Lo scheletro può essere idrostatico,
esterno o interno
I molluschi, gli artropodi e i vertebrati hanno scheletri rigidi.
Lo scheletro esterno o esoscheletro di molluschi e artropodi
protegge e sostiene il corpo, oltre a fornire la base per l’attacco
dei muscoli.
Lo scheletro interno, o endoscheletro, che si accresce con il
resto del corpo, è tipico, oltre che dei vertebrati, anche del
phylum echinodermi.
6
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Lo scheletro è composto da ossa
articolate tra loro
Lo scheletro assile sostiene il tronco del corpo: le sue ossa, che
comprendono il cranio, la colonna vertebrale e la gabbia toracica
sono evidenziate in azzurro.
7
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il cranio
La calotta cranica e le ossa facciali formano nel complesso
il cranio, che protegge l’encefalo.
8
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
La colonna vertebrale
Il capo e il tronco sono sostenuti dalla
colonna vertebrale, o spina dorsale,
la quale ha anche il compito di
contenere e proteggere il midollo
spinale e le radici dei nervi spinali.
Essa è disposta come un asse
longitudinale che serve direttamente
come struttura di ancoraggio per tutte le
altre ossa dello scheletro.
La colonna vertebrale è formata da 24
vertebre.
I dischi intervertebrali agiscono come
cuscinetti e consentono una certa
libertà di movimenti della colonna.
9
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
La gabbia toracica
Le vertebre toraciche, insieme alle costole, le cartilagini
costali e lo sterno, formano in parte la gabbia toracica,
che protegge organi vitali come il cuore e i polmoni.
10
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Lo scheletro appendicolare è
costituito dai cinti e dalle
ossa degli arti
Lo scheletro appendicolare (delle appendici) è
costituito dal cinto scapolare, che forma le spalle ed è
molto mobile, dal cinto pelvico, che forma le anche e
sostiene il peso del corpo, e dalle ossa ad essi
articolate, su cui si scarica il peso del corpo.
In totale, lo scheletro appendicolare è formato da 126
ossa.
11
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il cinto scapolare e
gli arti superiori
Il cinto pelvico e gli
arti inferiori
12
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
L’osteoporosi si previene con un
sano stile di vita
L’osteoporosi è una condizione patologica
caratterizzata dall’indebolimento eccessivo delle ossa.
Un’alimentazione ricca di calcio è altamente protettiva
contro l’osteoporosi. Inoltre, l’attività fisica contribuisce
a costruire e poi a mantenere una massa ossea ottimale.
13
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Le ossa sono costituite da tessuti
irrorati
e
innervati
L’osso è formato da:
• una cavità midollare, contenente midollo osseo giallo;
• una cartilagine articolare, che funge da cuscinetto di scorrimento;
• una porzione di osso compatto, costituito da numerosi osteoni;
• una porzione di osso spugnoso, che alle estremità è riempito da
midollo osseo rosso.
14
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Le articolazioni sono i punti di
contatto tra ossa diverse
Le ossa si connettono tra di loro per mezzo delle
articolazioni, classificate in tre tipi maggiori:
• le articolazioni fibrose – non sono mobili o consentono
movimenti limitati;
• le articolazioni cartilaginee – consentono movimenti
limitati o nulli;
• le articolazioni sinoviali – sono del tutto mobili.
15
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Le articolazioni
sinoviali
Le articolazioni sinoviali
consentono vari tipi di
movimento tra ossa
adiacenti, contengono il
liquido sinoviale e sono
stabilizzate dalla capsula
sinoviale.
I tre tipi principali di
articolazioni sinoviali
sono illustrati
nell’immagine a sinistra.
16
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I movimenti del corpo dipendono dalla
contrazione muscolare
I muscoli scheletrici svolgono diversi ruoli
strutturali e funzionali:
• sostegno del corpo;
• movimento delle ossa;
• mantenimento della temperatura corporea;
• contributo alla circolazione sanguigna venosa;
• protezione degli organi interni;
• stabilizzazione delle articolazioni.
17
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I muscoli e le
loro funzioni
caratteristiche
18
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I muscoli scheletrici si contraggono
per unità motorie
I muscoli scheletrici sono sempre accoppiati tra loro e
funzionano grazie alla contrazione di unità motorie.
Le coppie di muscoli antagonisti muovono le ossa
grazie al contributo dei tendini.
19
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I muscoli scheletrici si contraggono
per unità motorie
Un’unità motoria è costituita dall’insieme di tutte le fibre muscolari
che sono sotto il controllo di un singolo assone motorio.
Quando un’unità motoria è stimolata da un unico impulso nervoso,
la contrazione avviene in una frazione di secondo ed è chiamata
scossa muscolare semplice (grafico a sinistra).
Se un’unità motoria è interessata da una rapida serie di stimoli
nervosi, la loro sommatoria produce una contrazione muscolare
intensa che può raggiungere un massimo sostenibile detto tetano.
20
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Una cellula muscolare contiene
numerose miofibrille
Ogni muscolo striato (a bande più chiare e più scure) è
composto da numerose cellule tubulari molto allungate, le
fibre muscolari. La porzione contrattile della fibra
muscolare è rappresentata dalle miofibrille, le quali
contengono molte unità contrattili chiamate sarcomeri.
21
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Quando una cellula muscolare è
contratta i suoi sarcomeri si accorciano
I filamenti contenuti nei sarcomeri sono costituiti da
miosina e actina.
22
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il modello di scivolamento del filamento
Il ciclo della contrazione muscolare e il ruolo dell’ATP.
23
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I terminali assonici innescano la
contrazione muscolare
Ogni ramificazione di un terminale assonico motorio finisce molto vicino
a una fibra muscolare, in una regione detta giunzione
neuromuscolare che comprende una fessura sinaptica.
Un impulso nervoso che viaggi lungo un neurone provoca a livello del
terminale assonico il rilascio di acetilcolina (nella figura, i pallini verdi).
24
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
L’ATP per la contrazione muscolare
proviene da tre fonti
Una volta esaurite le proprie limitate scorte di ATP, per
contrarsi le cellule muscolari possono acquisire questa
moneta energetica in tre modi:
1. il percorso metabolico della creatina-fosfato è il
modo più rapido e semplice, viene usato all’inizio
dell’attività muscolare e durante esercizi intensi ma brevi;
2. la fermentazione lattica produce due molecole di ATP
da una di glucosio, agisce velocemente ma produce
lattato e un debito di ossigeno;
3. con la respirazione cellulare le cellule muscolari
sfruttano una ricca dotazione di mitocondri per produrre
numerose molecole di ATP partendo dal glucosio.
25
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Le fibre muscolari sono di due tipi:
rapide e lente
Fibre muscolari rapide (a sinistra) e lente (a destra) a confronto.
26
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
