2 - Sezione F Majorana

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APPARATO LOCOMOTORE
I muscoli e le ossa
L’apparato locomotore è il sistema di organi che permette il movimento nei vertebrati.
È composto da:
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presentazione.
Muscoli
Ossa
Articolazioni
Funzione: Sostenere e muovere il corpo.
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I muscoli
APPARATO LOCOMOTORE
Sotto la nostra pelle si trovano i muscoli.
I muscoli attaccati alle ossa sono chiamati scheletrici. Sono volontari perché il loro
movimento dipende dai comandi provenienti dal cervello. Essi agiscono sulle ossa
dello scheletro permettendoci ogni tipo di movimento.
Altri muscoli, attaccati alla pelle della faccia e del capo, sono detti cutanei. I muscoli
della faccia sono anche chiamati mimici perché con i loro movimenti determinano le
diverse espressioni del viso.
I muscoli viscerali vengono anche chiamati involontari perché il loro movimento è
indipendente dalla volontà.
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APPARATO LOCOMOTORE
I muscoli
Struttura
Se tagliamo trasversalmente un muscolo
scheletrico, possiamo notare che è costituito da
numerose fibre muscolari riunite a fascio. Ogni
fibra ha il diametro di un capello e una lunghezza
fino a 4-5 centimetri.
Le fibre altro non sono che cellule particolari dalla
forma molto allungata. Possiedono numerosi
nuclei e un citoplasma ricco di strutture che si
contraggono.
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APPARATO LOCOMOTORE
I muscoli
Struttura
Sezione longitudinale del grande pettorale.
Ogni fibra muscolare presenta numerose striature trasversali scure alternate ad altre più
chiare, visibili al microscopio.
Questo particolare aspetto è dovuto alla presenza di due diverse proteine (actina e miosina),
disposte in modo tale che i filamenti dell'una si alternino a quelli dell'altra, dando origine, nei
punti di sovrapposizione, alla banda scura.
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I muscoli
Struttura
APPARATO LOCOMOTORE
I muscoli scheletrici volontari presentano queste
striature, per cui sono anche chiamati striati.
I muscoli viscerali involontari non presentano
striature: per questo motivo sono chiamati lisci.
A questa suddivisione fa eccezione il cuore,
muscolo involontario ma fortemente striato.
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I muscoli
Struttura
APPARATO LOCOMOTORE
Ogni muscolo, a sua volta, è avvolto da
una sottile membrana trasparente.
In genere la forma del muscolo è a fuso:
grosso nella parte mediana, sottile alle
estremità.
Il muscolo si fissa alle ossa per mezzo di
tendini di colore più chiaro.
Tendine del muscolo bicipite del braccio.
I tendini sono formati da tessuto connettivo
molto resistente. Sono simili a corde poco
elastiche, ma resistenti.
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I muscoli
Comandi
APPARATO LOCOMOTORE
Quando vogliamo correre o afferrare un oggetto con una mano o sollevare un peso, il nostro
cervello invia immediatamente i comandi ai muscoli interessati.
In mezzo ai fasci muscolari esistono, infatti, sottili filamenti bianchi: i nervi.
I nervi sono collegati col cervello per mezzo del midollo
spinale e portano i comandi direttamente al muscolo.
Il midollo spinale è protetto dalla colonna vertebrale.
In relazione ai comandi ricevuti (impulsi nervosi) dal
cervello, il muscolo si contrae rapidamente o lentamente.
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I muscoli
Comandi
APPARATO LOCOMOTORE
La forza di contrazione di un muscolo non è illimitata: dipende dal numero di fibre che si
contraggono (massa muscolare), dall'età della persona, dal sesso, dallo stato di salute, dal
tipo di alimentazione e, soprattutto, dall'allenamento.
I muscoli con il loro movimento (contrazione
muscolare) compiono un continuo lavoro e come
qualsiasi
macchina
hanno
bisogno
di
combustibile.
Nel caso dei muscoli il combustibile è uno
zucchero, il glucosio, che noi introduciamo con
alimenti quali lo zucchero comune, la pasta, il
pane e il riso.
Molecola di glucosio.
Alla base della contrazione muscolare ci sono una serie di reazioni chimiche.
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I muscoli
Comandi
APPARATO LOCOMOTORE
Ciclo del lavoro muscolare
ossigeno
glucosio
ossigeno
muscoli
bruciano
lavoro
sangue
glucosio
rifiuto
acido
lattico
Il sangue trasporta il glucosio alle cellule del tessuto muscolare insieme con l'ossigeno
indispensabile alla combustione. Le cellule del tessuto muscolare "bruciano", grazie
all'ossigeno, il glucosio per produrre lavoro. Nello stesso momento si produce una sostanza di
rifiuto: l'acido lattico. Questo viene poi trasformato dall'ossigeno in anidride carbonica, che
viene allontanata dal sangue all'esterno con la respirazione polmonare.
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I muscoli
Comandi
APPARATO LOCOMOTORE
Ciclo del lavoro muscolare
acido
lattico
ossigeno
anidride
carbonica
polmoni
esterno
sangue
L’acido lattico viene poi trasformato dall'ossigeno in anidride carbonica, che viene allontanata
dal sangue all'esterno con la respirazione polmonare.
La sensazione di dolore percepita dopo un esercizio fisico intenso e prolungato è dovuta
all'accumulo di acido lattico, che impedisce l'elasticità della contrazione. Durante il riposo il
sangue porta via l'acido lattico, il dolore cessa e il muscolo riacquista la sua efficienza.
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I muscoli
Obiettivo Salute
APPARATO LOCOMOTORE
Malattie e problemi muscolari
La poliomelite è una grave malattia causata da un
virus. Oggi, grazie al vaccino scoperto dal medico
americano Albert Sabin, la malattia è quasi
totalmente scomparsa. Il virus della poliomelite
colpisce i nervi responsabili della contrazione di
alcuni muscoli, che non sono più in grado di
muoversi. I muscoli non più funzionanti si riducono
via via di volume, atrofizzandosi.
Altre sono invece problematiche meno gravi:
Un brusco movimento durante un salto può
provocare uno strappo muscolare, ossia delle
piccole lesioni nelle fibre muscolari.
Virus della poliomelite visto al microscopio.
Durante il nuoto o altre attività fisiche si può verificare una contrazione involontaria e
prolungata di un muscolo, che provoca uno spasmo doloroso, il crampo. Il crampo è dovuto
generalmente a un accumulo di acido lattico e di altre sostanze chimiche nei muscoli.
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Lo scheletro
APPARATO LOCOMOTORE
Lo scheletro umano conta 206 ossa.
In base alla loro forma si distinguono tre tipi di ossa:
Ossa piatte
Quelle di cranio, scapole e
bacino. Svolgono la funzione di
protezione degli organi interni.
Ossa corte
Quelle di mani e piedi.
Strutturate per dare solidità
e capacità di movimento.
Ossa lunghe
Quelle di braccia, gambe
e costole. Formano la
struttura umana.
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Lo scheletro
Struttura delle ossa
Ossa lunghe
APPARATO LOCOMOTORE
Osso spugnoso
Diafisi
Osso compatto
Midollo osseo
Epifisi
Sono composte da un corpo o diafisi e da due estremità dette epifisi.
All’interno della diafisi, vi è una cavità, detta cavità diafisaria, occupata
interamente da midollo osseo, sostanza molle e ricca di vasi sanguigni,
responsabile della fabbricazione delle cellule del sangue. Le pareti della
cavità sono costituite da tessuto osseo compatto. Le epifisi, invece, sono
costituite da tessuto osseo spugnoso, reso più resistente da trabecole
ossee.
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Lo scheletro
Struttura delle ossa
APPARATO LOCOMOTORE
Ossa corte
Radiografia della mano.
Hanno una forma più o meno cuboide e sono costituite da tessuto osseo spugnoso circondato
da uno strato sottile di tessuto osseo compatto; non contengono perciò midollo osseo.
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Lo scheletro
Struttura delle ossa
APPARATO LOCOMOTORE
Ossa piatte
Osso della scapola.
Sono costituite da uno strato di tessuto spugnoso frapposto tra 2 lamine di tessuto compatto.
Il tessuto spugnoso può presentare delle lacune più grosse contenenti residui di tessuto
midollare (zona considerata per le punture lombari).
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Lo scheletro
Struttura delle ossa
APPARATO LOCOMOTORE
Le ossa sono costituite da due sostanze: dai sali di calcio e da una proteina, l’osseina.
Verso l'interno si vedono tante
lamelle
concentriche
di
osseina (la proteina che
garantisce l'elasticità) e di sali
minerali (che garantiscono la
consistenza);
le
cellule
appaiono come tanti puntini
disposti al margine di ciascun
anello.
Lamelle concentriche viste al
microscopio.
Essa è percorsa da vasi sanguigni e nervi che,
ramificandosi, penetrano nell'osso stesso.
Osservando la struttura di un osso lungo si nota, a partire dall'esterno, il periostio, la sottile
membrana che riveste le ossa.
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APPARATO LOCOMOTORE
Lo scheletro
Struttura delle ossa
Al centro del sistema a lamelle, chiamato
Sistema di Harves, vi è un foro che serve al
passaggio di un vaso sanguigno.
Lamelle ossee viste al microscopio.
Nella parte interna delle ossa vi sono
numerose travi di osseina, disposte
obliquamente con ampi spazi tra loro. Ciò
serve ad alleggerire l'intera struttura.
Trabecole viste al microscopio.
L’impalcatura ossea conferisce all'organismo un supporto robusto e nel contempo
relativamente leggero. Lo scheletro dell'uomo rappresenta infatti solo 1/8 del peso corporeo.
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Lo scheletro
Come cresce un osso
APPARATO LOCOMOTORE
Nel neonato l'apparato scheletrico è formato essenzialmente da tessuto cartilagineo. Nella fase
embrionale un osso lungo è un piccolo modello di cartilagine. Con la crescita, nel centro del
modello si formano alcune cavità, le cui pareti si induriscono.
Successivamente i vasi sanguigni invadono il
rivestimento dell'osso, che si trasforma in periostio.
Vasi sanguigni
Periostio
Osteoblasti (viola) visti al microscopio.
Nel periostio si formano delle cellule speciali,
chiamate osteoblasti, che producono tessuto osseo.
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APPARATO LOCOMOTORE
Lo scheletro
Come cresce un osso
Il tessuto osseo circonda l'osso cartilagineo, che
si
ispessisce
e
si
indurisce.
Contemporaneamente, altre cellule "svuotano”
l’osso dall'interno, distruggendo tessuto osseo e
cartilagine.
Si forma così la cavità midollare.
Nelle estremità dell'osso, le epifisi, si
formano altri centri di ossificazione. Queste
estremità sono separate dal corpo centrale
da cartilagini di accrescimento, che
producono da un lato tessuto osseo, dall'altro
nuova cartilagine.
Le parti in rosso sono di cartilagine, quelle gialle
sono di tessuto osseo spugnoso.
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APPARATO LOCOMOTORE
Lo scheletro
Come cresce un osso
Il risultato complessivo di questo processo è che
l'osso si accresce in lunghezza e in spessore.
Le cartilagini di accrescimento vengono sostituite da
tessuto osseo quando l'individuo diventa adulto.
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Lo scheletro
Obiettivo Salute
I difetti delle nostre ossa
APPARATO LOCOMOTORE
Una scorretta posizione può portare col tempo a deviazioni della colonna vertebrale.
scoliosi
lordosi
cifosi
La colonna vertebrale si curva a
destra o a sinistra in maniera
permanente.
Un'accentuazione
della
curvatura
posteriore in prossimità della regione
lombare, che provoca un irrigidimento
del tronco e il suo sbilanciamento
all'indietro.
Quando
invece
si
verifica
un'accentuazione della curvatura
della
colonna
vertebrale
in
posizione dorsale.
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APPARATO LOCOMOTORE
Lo scheletro
Obiettivo Salute
Un’incompleta calcificazione delle ossa dovuta alla mancanza di vitamina D causa invece il
rachitismo.
Il mancato apporto di tale vitamina è in relazione a carenze dietetiche e all'insufficiente
esposizione ai raggi solari.
Le ossa, quando non sono ben calcificate, non riescono a sostenere il peso del corpo e si
deformano anche in maniera permanente.
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Lo scheletro
Obiettivo Salute
APPARATO LOCOMOTORE
Le malattie delle ossa
Distorsione
Compiendo un movimento forzato della caviglia, del
polso, del ginocchio o del gomito è possibile
provocarsi una distorsione. Questa può provocare lo
stiramento o la rottura dei legamenti dell'articolazione.
Solitamente una distorsione si può curare nel giro di
qualche giorno.
Tibia
Perone
Legamenti
Omero
Lussazione
Radio
Ulna
Le lussazioni sono strappi violenti dei legamenti delle
articolazioni che provocano uno spostamento delle
parti articolate e la fuoriuscita dell'osso dalla sede
abituale. Accompagnate da forti dolori e rigonfiamento
della parte interessata, si curano mediante gessature
che immobilizzano l'articolazione.
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Lo scheletro
Obiettivo Salute
APPARATO LOCOMOTORE
c. Frattura con
frantumazione
a. Frattura a
legno verde
e. Frattura
chiusa
b. Frattura
traversa
d. Frattura
esposta
Frattura
Una frattura dell'osso consiste o in una rottura di una sua parte oppure, nei casi più gravi,
nella frantumazione dell'osso. I casi più gravi necessitano di intervento chirurgico; in quelli
più semplici la frattura si riduce spontaneamente grazie alla produzione di altra osseina, che
dà origine al callo osseo. In ogni caso l'ingessatura serve a impedire al peso del corpo di
disturbare la formazione della nuova sostanza ossea.
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APPARATO LOCOMOTORE
Lo scheletro
Matrice ossea colpita da osteoporosi.
Obiettivo Salute
Matrice ossea sana.
Osteoporosi
È una particolare malattia che colpisce prevalentemente le donne anziane e consiste nella
progressiva azione di riassorbimento dei sali minerali presenti nelle ossa. Tale processo rende
l'osso più sottile, e quindi più fragile. Una conseguenza tipica di questa malattia è la rottura o
la fuoriuscita del femore dalla sua articolazione.
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APPARATO LOCOMOTORE
Le articolazioni
Le ossa dello scheletro sono collegate fra loro da
articolazioni, che permettono di compiere movimenti
tra varie parti scheletriche.
Articolazione della spalla.
Le ossa di un'articolazione sono tenute unite tra loro
dai legamenti, costituiti da fasce di fibre elastiche.
Articolazione del ginocchio.
I tendini invece sono strutture che inseriscono il
muscolo sullo scheletro.
Tendine d’Achille.
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APPARATO LOCOMOTORE
Le articolazioni
Le parti delle ossa a contatto fra
loro sono separate da un
tessuto morbido, ma resistente:
la cartilagine.
Periostio
Membrana sinoviale
Cartilagine
Liquido sinoviale
Il movimento delle ossa di
un'articolazione è facilitato da
un
liquido
lubrificante,
la
sinovia,
prodotto
dalla
membrana sinoviale.
Cavità sinoviale
Capsula articolare
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Le articolazioni
APPARATO LOCOMOTORE
Tipi di articolazione
Se tastiamo il gomito o il ginocchio, sentiremo due ossa collegate fra loro in modo da potersi
muovere liberamente l’una rispetto all'altra. Si tratta di un'articolazione mobile.
Se muoviamo la schiena con piegamenti in avanti e all'indietro, ci accorgiamo che entra in
gioco la colonna vertebrale, ma il movimento è limitato. In questo caso abbiamo
un'articolazione semimobile. Abbiamo lo stesso tipo di articolazione tra le ossa della
caviglia e del polso.
Se ci tocchiamo la testa, notiamo che le ossa sono tutte saldate fra loro a incastro: in questo
caso l'articolazione è fissa.
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Le articolazioni
Muscoli antagonisti
APPARATO LOCOMOTORE
Il movimento
Tutti i muscoli funzionano mediante un accorciamento della loro lunghezza, detto
contrazione. Quando si allungano, ciò avviene solo per stiramento passivo.
Il movimento è generato dalla contrazione alternata dei cosiddetti muscoli antagonisti.
Il primo muscolo genera il piegamento dell’articolazione e il secondo riporta l’articolazione
nella posizione iniziale, distendendo così il primo muscolo.
I muscoli delle braccia, bicipite e tricipite, sono un perfetto esempio di movimento
antagonista, perché agiscono l’uno in modo opposto all’altro.
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Le articolazioni
Muscoli antagonisti
APPARATO LOCOMOTORE
Il bicipite
Per nostra volontà, possiamo piegare l'avambraccio sul
braccio e poi distenderlo riportandolo nella posizione di
riposo. Durante il movimento di flessione, il muscolo del
braccio si contrae (cioè si accorcia), ingrossandosi nella
parte mediana. Se appoggiamo la mano sulla parte
anteriore del braccio, avvertiamo la contrazione del
muscolo bicipite.
Il nome del muscolo deriva dal fatto che, nella parte
superiore del braccio, è attaccato alla spalla per mezzo
di due tendini, mentre nella parte inferiore è attaccato
all'osso dell'avambraccio, il radio, per mezzo di un altro
tendine.
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Le articolazioni
Muscoli antagonisti
APPARATO LOCOMOTORE
Il tricipite
Abbassando il braccio si avverte la contrazione del
tricipite, così chiamato per la presenza di tre tendini
nella parte superiore. Due di essi sono attaccati
all'omero e uno alla scapola.
Nella parte inferiore il tricipite si attacca all'osso
dell'avambraccio, l'ulna, mediante un grosso tendine.
Il movimento del braccio verso il basso è chiamato
estensione.
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Le articolazioni
Obiettivo Salute
APPARATO LOCOMOTORE
Le leve
Quando ci muoviamo, le nostre ossa si comportano come leve. La forza che le fa muovere è
dovuta alla contrazione dei muscoli ad esse collegati.
Le parti mobili dello scheletro, le articolazioni, si possono considerare come sistemi di leve, in
cui la potenza è data dalla forza muscolare, il fulcro è rappresentato dall'articolazione, la
resistenza dal peso delle parti che vengono spostate.
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Le articolazioni
Obiettivo Salute
APPARATO LOCOMOTORE
Nel nostro corpo sono presenti leve di 1°, 2° e 3° genere.
1° genere
P = POTENZA
2° genere
R=
RESISTENZA
3° genere
F = FULCRO
fig. a mostra la posizione eretta del cranio di un uomo. La muscolatura presente nella parte
posteriore del collo è la potenza, il punto di inserzione del cranio sulla colonna vertebrale è il
fulcro, il peso delle ossa del cranio è la resistenza. Leva di 1° genere.
fig. b rappresenta il sollevamento del corpo sulla punta del piede. Il tendine di Achille che
solleva il calcagno rappresenta la potenza, la resistenza è il peso del corpo e il fulcro è la
punta del piede. Leva di 2° genere.
fig. c mostra il movimento di un braccio durante il sollevamento di un peso. Il muscolo bicipite
è la potenza, il peso è la resistenza e il fulcro è l'articolazione del gomito. Leva di 3° genere.
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Le articolazioni
Obiettivo Salute
APPARATO LOCOMOTORE
L’importanza dell’attività fisica
Una vita sana e un esercizio fisico razionale sono molto importanti per mantenere il nostro
sistema scheletrico e muscolare agili ed efficienti.
Esistono diversi esercizi fisici, ognuno dei quali ha sull'organismo effetti differenti: alcuni
esercizi aumentano la forza muscolare, altri la resistenza fisica, altri ancora l'efficienza degli
apparati circolatorio e respiratorio.
Una vita sedentaria e una scarsa attività fisica producono un rilassamento generale della
muscolatura e il suo indebolimento.
Una ginnastica condotta con metodo, senza arrivare alla stanchezza, provoca un'attiva
circolazione sanguigna e, quindi, un maggior afflusso di ossigeno, favorendo inoltre un
maggior apporto di sostanze nutritive ai muscoli, che si rassodano e si sviluppano. Anche le
nostre articolazioni traggono benefici dall'esercizio fisico e noi acquistiamo maggiore agilità.
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