Medicina popolare per autodidatti luglio 11, 2005 Indice della

Medicina popolare per autodidatti
luglio 11, 2005
Indice della pagina
1.0
L’organismo umano nel contesto biologico e civile
1.1
Sistemi tecnici, biologici e sociali
1.2
Ambivalenza umana
1.3
Modello bioculturale umano
1.4
Organismo femminile
1.5
Organismo maschile
2.0
Costruzione e funzionamento dell’organismo
2.1
Processi elementari
2.2
Processi gestionali, materiali, energetici, informatici
2.3
Processi metabolici/biochimici
2.4
Ampiezza dimensionale di processi dell’organismo
2.5
Modello strutturale, funzionale, dimensionale, ...
3.0
Sistemi e apparati
3.1
Sistemi di approvvigionamento
3.1.1 Tratto digestivo
3.1.2 Apparato respiratorio
3.1.3 Pelle e mucose
3.2
Sistemi di distribuzione/raccolta
3.2.1 Sistema cardiovascolare
3.2.2
Sangue e circolazione
3.2.3 Cuore e circolazione
3.2.4 Linfa e apparato linfatico
3.3
Impianto di regolazione/asporto
3.3.1 Apparato escretivo
3.4
Sistemi rigenerativi
3.4.1 Apparato di procreazione
3.5
Sistemi portamentali/movimentali
3.5.1 Apparato motorio-tegumentario
3.5.2 Fisiologia movimentale scheletrica
3.6
Sistemi gestionali
3.6.1 Apparato nervoso
FTP 1
Struttura e funzioni dell’organismo umano
(Anatomia e Fisiologia)
© 2003 Peter Forster & Bianca Buser
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
Organi
Tessuti
Cellule
Funzioni di organelli
Processi metabolici, enzimi e coenzimi
Processi fisici e chimici elementari
Ordinazione testo stampato da:
LASER: Mario Santoro
Pagine correlate:
Indice dispense: Anatomia e fisiologia
Per il seguente trattato abbiamo utilizzato soprattutto i seguenti testi e relativi grafici:
NETTER, Frank, H.: Bewegungsapparat I; Thieme 1992
VON HAGENS, Gunther: Ausstellungskatalog Körperwelten; Institut für Plastination, D-69126 Heidelberg 1999
COTTI, Guido e Felicita: Il corpo umano; IET Bellinzona 1979
ab Il nuovo atlante Biologico Garzanti, Garzanti Editore S.p.a., 1971, 1989, ISBN 88-11-50455-4
dtv-Atlas Biologie, Deutscher Taschenbuch Verlag 1984 (Garzanti Milano)
Manuale dell’assistente di farmacia, Ordine dei farmacisti del Cantone Ticino 1999
THIBODEAU & PATTON: Anatomia & Fisiologia; CEA Milano 1995
I criteri strutturali in medicina sichiamano di solito “anatomici” mentre i criteri funzionali si chiamano “fisiologici”. È evidente che
di fatto la funzione e la struttura sono inseparabilmente congiunte. Di seguito ci daremo da fare per non separare inutilmente le
due.
Questo testo fa parte di un corso di perfezionamento per i docenti delle scuole elementari della città di Lugano sulla “Medicina
popolare”.
1.0
L’organismo umano nel contesto biologico e civile
L’organismo umano è un aggregato vivente e parzialmente modificabile in determinate condizioni:
naturali (climatiche, ecologiche, ...)
biologiche (mammifero, costruzione, funzionamento, individualità, ereditatietà, …)
culturali (epoca, civiltà, economia, politica, …).
Esso ha la capacità di:
adattare le sue mosse alle condizioni attuali,
con la parziale capacità di scelta intenzionale delle sue imprese,
in base a ricordi, progetti e gusti individuali,
in modo autoregolatorio (comportamento).
A livello relazionale si sono sviluppate alcune capacità e alcune esigenze bilaterali e sociali.
Di seguito vengono trattati i seguenti temi:
1.1
Sistemi tecnici, biologici e sociali
1.2
Ambivalenza umana
1.3
Modello bioculturale umano
1.4
Organismo femminile
1.5
Organismo maschile
Secondo LUCAS CRANACH: Adamo ed Eva
1.1
Sistemi tecnici, biologici e sociali
Il seguente testo tratta prevalentemente la dimensione biologica/medica spesso trascurata in un’epoca e in una civiltà
caratterizzate dalla sopravalutazione (per non dire megalomania) antropocentrica. Per uno studio del ramo è bene ricordarsi
che:
i sistemi “tecnici” della natura (fisica, chimica, …) funzionano diversamente e condizionano tassativamente i
sistemi biologici (proliferazione, morte, apprendimento, …) che si comportano ancora diversamente e
condizionano a loro volta i
.sistemi sociali (ecosistema, cultura delle piante, degli animali, gli esseri umani in gerarchie, le omeostasi complesse, i
canoni di valori, …).
I sistemi sociali umani (economici, politici, religiosi, …) che non rispettano i fatti biologici si autodistruggono entro poche
generazioni. Ancheisistemibiologici, all’infuoridelle condizioni naturali (climatiche, ecologiche, …), hanno una breve durata di
vita.
Una proprietà caratteristica dei sistemi è la loro capacità di autoregolazione verso uno o più stati omeostatici
(equilibrati). Nessun sistema così complesso riesce a mantenersi a lungo se non rispetta i meccanismi più elementari, perché
l’autoregolazione si serve dei meccanismi più primitivi del sistema stesso. La iperregolazione di un sistema porta alla
“catastrofe”, la iporegolazione all’ “addormentarsi” (morte) del sistema. Tutte e due trasformano il sistema in un altro più
elementare (meno complesso, meno ordinato):
quelli sociali alla fine in biologici
quelli biologici alla fine in tecnici
quelli tecnici in elementari (chimici, elettrici, termodinamici) e da ultimo in materia, forza e movimento.
1.2
Ambivalenza umana
Ilcompito gestionale dell’individuo umano consiste spesso nella scelta tra gliimpulsibiologici e gli atteggiamenti
civilizzati contrastanti. Il risultato della scelta è: -o una sanzione sociale frustrante (reale o temuta), -o degli effetti biologici di
insoddisfazione delle cosidette “pulsioni”, -o degli effetti disastrosi o mortificanti elementari,
tutti questi effetti sono lesionistici per l’autostima e la sopravvivenza individuale.
Per fortuna sopportiamo una certa quantità (a dipendenza delle capacità e risorse) di tutti e tre, in modo che possiamo
muoverci ogni tanto secondo:
la gratificazione del “giusto” (civile),
la soddisfazione del “piacevole” (biologico) e
l’orgoglio dell’“l’utilità” (individuale) dell’autostima.
Se ci riusciamo bene e senza mettere in pericolo a lungo né il ruolo sociale né l’integrità
biologica, né l’autostima possiamo condurre una vita abbastanza soddisfacente.
-
È da notare che i maggiori impedimenti nelle società civilizzate e ricche di risorse e protezioni sono generati:
o da condizioni e regole sociali,
o da pretese individuali,
e non da fatti naturali o biologici. Proprio volendo “superare” o “ingannare” la biologia e la natura si creano le premesse
per ledere l’integrità biologica e naturale. È questo che mi permetto di chiamare “megalomania antropocentrica”, per me un
sacrilegio e un dispetto verso i miracolosisisteminaturalie biologici, una specie diidea disopravalutazione coatta archetipica
della razza umana: “L’asino euforico che si mette a ballare sullo stagno ghiacciato” (Wenn’s dem Esel zu wohl wird, geht er
tanzen aufs Eis.)
1.3
Modello bioculturale umano
Di seguito viene illustrato un primitivo e limitativo modello che tenta di integrare le diverse dimensioni dell’esistenza di
un organismo umano in alcune delle sue dimensioni biologiche, comportamentistiche e sociali sul retroscena di un ambiente
naturale e culturale.
Il seguente corso si concentra tematicamente sulla parte biologica-medica senza perdere d’occhio i coinvolgimenti
comportamentali e sociali.
1.4
Organismo femminile
A livello della specie umana,l’organismo femminile oltre alle comunicapacità biologiche umane, è attrezzato di tutte le funzioni
per la procreazione della specie e della cura della prole.
Il grafico mostra un preparato anatomico “plastico”(prof. von Hagens) diuna donna all’ottavo mese di gravidanza.
1.5
Organismo maschile
Il grafico mostra un preparato anatomico plastico di un uomo “schermatore” (prof. Von Hagens).
Costruzione e funzionamento dell’organismo
Per imparare, riflettere e “capire” di solito si differenzia l’organismo umano secondo:
criteri di costruzione, struttura o “architettonici” (apparati, tratti, impianti, organi, cellule, organel¬li…), in
gergo medico chiamati anatomia o dai biologhi morfologia e
criteri di funzionamento (sistemi, tessuti, processi, metabolismo, …), in gergo medico chiamati
fisiologia, anche se in realtà un organismo è un tutt’uno più o meno delimitato in un ambiente.
2.0
Visto che il corpo stesso è organizzato morfologicamente (struttura) e fisiologicamente (funzione), in modo molto
ingegnoso e a diversi livelli dimensionali, didatticamente è utile ricordarsi:
dei principi strutturali e funzionali,
dei vari livelli dimensionali e
dell’organizzazione gerarchica e dei flussi materiali, energetici, informatici.
Di seguito vengono trattati i seguenti temi:
Processi elementari.
Processi gestionali materiali, energetici, informatici.
Processi metabolici/biochimici.
Ampiezza dimensionale di processi dell’organismo.
Modello strutturale, funzionale, dimensionale, gerarchico.
2.1
Processi elementari
I processi elementari fisici e chimici si trovano a tutti i livelli gerarchici dall’ultimo organello fino all’organismo integrale. I
relativi meccanismi invece funzionano a livello atomico e mole-colare e sono descritti dagli elementari modelli chimici e fisici
(tempo, spazio, materia, forze, movimento, carica, concentrazione …).
.2.2
Processi gestionali: materiali, energetici, informatici
Lo stesso ragionamento vale per i processi gestionali, dispositivi, di coordinazione e di sintoniz¬zazione dei flussi
materiali,
energetici e informatici. È da notare che si tratta di una forma:
di organizzazione strutturale che delega i compiti, le responsabilità e le competenze con¬gruentemente
all’istanza più bassa
possibile;
di organizzazione processuale secondo i concetti (ciclici) di autoregolazione verso equilibri
com-plessi(omeostasi),in modo cheiprocessiparallelisiforniscanole premesse vicendevolmente;
di organizzazione per il flusso di materiali, energia e informazione a diversi livelli.
I seguenti schizzi mostrano gli esempi dei relativi ordini:
2.2.1 Gerarchie strutturali
2.2.2 Regolazioni processuali
2.2.3 Flussi dei materiali
2.2.1 Gerarchie strutturali
Le gerarchiestrutturalisonoilfrutto di una definizionementaleumanaper denominare,classificare e studiareilcorpo umano.
Corrispondono alle solite classificazioniditipo “anatomico”.
Una classificazione gerarchica molto differenziata diquesto tipo siraggiunge elencando delle “unità strutturali” dall’organismo
fino al processo elementare fisico-chimico:
2.2.2 Regolazioni processuali
Un altro tipo di ordine mette in rilievo i meccanismi di regolazione, che sono un’im-portante funzione dei sistemi biologici e
sociali (relazionali). Il seguente esempio della circolazione e della regolazione ematica dimostra quanto detto.
2.2.3 Flussi dei materiali
Un altro ordine funzionale mette in rilievo invece il flusso dei materiali specialmente per quanto riguarda i processi metabolici e
di trasporto. Esempio:
urina
2.3
Processi metabolici/biochimici
I processi metabolici biochimici complessi avvengono a livello degli organelli, delle cellule e della matrice basale
(prevalentemente del connettivo lasso/adiposo). Oltre al “tegumentario¬mucotico esterno” questa è l’unica struttura interna
integrale e “ininterrotta” (e chiusa in se stessa) dell’organismo.
2.4
Ampiezza dimensionale dei processi dell’organismo
A livello dimensionale:
L’organismo integrale si espande nell’ordine di grandezza di metri come pure
certi sistemi (vasale, nervoso, motorio, escretorio, tegumentario, …) e
in parte i tessuti (connettivo lasso, osseo, …)
mentre altri tessuti raggiungono a malapena le dimensioni di millimetri fino ai centimetri.
A livello di organi le dimensioni sono simili ai tessuti.
A livello di cellule cambia la situazione: la dimensione è dell’ordine di grandezza di decimi o centesimidimillimetrianche
sele cellule filiforminervose e muscolariraggiungonolunghezze di millimetri fino ai decimetri.
A livello di organelli si trovano le dimensioni di millesimi di millimetri (millionesimi di metri) anche se certeinfrastrutture
dicellule filiformi(microtubuli, microfilamentie fibrille muscolari) raggiungono delle notevoli lunghezze.
I processi biochimici trasformano e maneggiano anche le macromolecole relativamente lunghe (proteine) per le
strutture filiformi, ma spesso sono pieghate e arrotolate e raggiun¬gono così delle dimensioni ancora visibili al microscopio
ottico (ca. 0.0002 millimetri) ma di solito nell’ordine di grandezza di millionesimi di millimetri.
I processi elementari che coinvolgono ioni, atomi e molecole soprattutto anorganiche e organiche semplici procedono
in spazi tra miliardesimi e milionesimi di millimetri.
Didatticamente può essere all’inizio abbastanza difficile muoversi mentalmente in uno spazio di ca. 1: 10 alla nona; ingrandito
corrisponderebbe a un metro fino a 25 volte il perimetro della terra. Dall’ingerimento di una caramella fino alla trasformazione di
una sua molecola di glucosio in energia e movimento/calore.
2.5
Modello strutturale, funzionale, dimensionale, gerarchico
Il seguente schizzo serve all’orientamento strutturale, funzionale, dimensionale e gerarchico, cosa non sempre facile e fonte di
tante confusioni.
3.0
Sistemi e apparati
Per motivi didattici si distinguono ogni tanto nell’organismo dei “sistemi funzionali” come segue:
•
Sistemi di approvvigionamento: nutrizione e digestione, respirazione e tegumento con lo smal¬timento delle
relative scorie. Sono aperti verso l’esterno e delimitati con una mucosa e la pelle verso l’interno dell’organismo. Servono
soprattutto all’approvvigionamento materiale ed energetico dell’organismo. In certi testi (non in questo) il sistema tegumentario
(pelle) è classificato con l’apparato motorio.
•
Sistema di smaltimento: renale e urinario di “depurazione” dell’organismo interno. È aperto ver¬so l’esterno e
delimitato con una mucosa verso l’esterno dell’organismo. Serve soprattutto allo smaltimento da parte dell’organismo di residui
metabolici.
•
Sistemi di distribuzione e raccolta, cardiovascolare e linfatico. Sono racchiusi all’interno dell’or-ganismo.
Il sistema cardiovascolare serve in particolare alla raccolta di sostanze approvvigionate e metabolizzate, alla
loro distribuzione a tutto l’organismo nonché al trasporto verso il sistema di smaltimento.
Il sistema linfatico raccoglie, elabora e “decompone” prevalentemente i lipidi, le molecole grosse superflue, i
microorganismi ed i residui cellulari prima di restituire i “detriti sminuzzati” al sistema cardiovascolare per il trasporto alle cellule
oppure al sistema di smaltimento.
•
I sistemi strutturali/movimentali scheletro/muscoli mantengono la postura corporea e permettono molteplici
movimenti.
•
Il sistema rigenerativo serve alla moltiplicazione, alla crescita, allo sviluppo, alla manutenzione, alla difesa e
all’impostazione, alla riparazione e al deperimento di organelli, cellule, tessuti, organi, sistemi dell’organismo stesso:
I meccanismi proliferativi (crescita, sviluppo, manutenzione, riparazione) funzionano prevalen¬temente a livello
di organelli, cellule e tessuti.
I meccanismi di difesa e impostazione immunitaria hanno luogo prevalentemente nella matrice basale del
connettivo lasso e adiposo grazie a cellule vaganti specializzate e a meccanismi biochimici ed elementari chemiofisici.
I meccanismi riproduttivi e di deperimento appartengono essenzialmente agli organelli e alle cellule, ma si
estendono gerarchicamente ordinati fino a livello dell’organismo integrale stesso. In molti testi sotto questo capitolo vengono
classificati solamente i meccanismi riproduttivi della specie.
•
Il sistema gestionale (sensoriale, integrativo e di attivatori), di messaggeri e nervoso permette la percezione
(conscia o inconscia) di “impressioni informatiche”, la loro elaborazione più o meno sensata(soprattuttoinconscia)ein funzione
diqueste,l’attivazione dimosse o processiproduttivi (soprattutto inconsci) e, se opportuno, una loro “espressione informatica”
(ogni tanto cosciente) verso l’ambiente.
Sensori e attivatori per diversissimi stimoli fisici e chimici (per lo più interni e inconsci) sono i terminali di queste
lunghe catene informatiche, che siano “ormonali” o “nervose” o entrambe.
Sistema nervoso e sistema di messaggeri (p.es. ormoni, neurotrasmettitori, …) descrivono il modo
ditrasmissione,(elettrico o chimico)dicomunicazione sensoriale o attivante. L’organismo si serve secondo criteri economici e di
affidibilità dei due in alternanza, al punto tale che il funzionamento nervoso (elettrico) è impensabile senza la trasmissione
chimica (neurotrasmet¬titore).
È possibile raggrupparli anche molto diversamente; per questo testo ci atterremo più o meno a questo tipo di classificazione
perché viene usata didatticamente nella nostra cultura. Un cinese o un indiano si servono di concetti e modelli anatomici e
fisiologici diversissimi e non meno utili e complessi per i loro scopi.
Di seguito vengono trattati i seguenti temi:
Sistemi di approvvigionamento.
Sistemi di distribuzione/raccolta.
-
Impianto di regolazione asporto.
Sistemi rigenerativi.
Sistemiportamentali/movimentali/tegumentari.
Sistemi gestionali.
Il seguente schizzo, oltre all’insieme dei sistemi, segnala grossolanamente anche i flussi dei materiali, energetici e informatici.
3.1
Sistemi di approvvigionamento
Il sistema di approvvigionamento è composto da:
sistema respiratorio per lo scambio di aria
sistema di nutrizione e di digestione
pelle e mucosa
che procurano all’organismo le sostanze per i suoi bisogni materiali, energetici e informatici dopo aver elaborato gli
alimenti in sostanze assimilabili dall’organismo. Le sostanze residuali sono escretate o espirate dagli stessi sistemi.
3.1.1 Tratto digestivo
Il
Il tratto digestivo è una lunga costruzione tubiforme che inizia dalla bocca e finisce nell’ano. Serve da
passaggio per la digestione come reattore biochimico soprattutto con le funzioni di:
•
trasformazione di sostanze nutritive in sostanze assorbibili dall’organismo
•
assorbimento di sostanze assorbibili ed esclusione di quelle non assorbibili o superflue
•
defecazione di detriti derivanti dal processo.
In dettaglio le funzioni principali sono le seguenti:
sminuzzamento (denti), mescolamento e trasporto del cibo e dei succhi digestivi su tutta la lun¬ghezza del tratto;
barriera microbica di tonsille (linfatica) per aria e cibo;
disinfezione (microorganismi) del cibo (acido gastrico) e coagulazione proteica;
aggiunta di succhi digestivi ed enzimi digestivi da parte del pancreas;
aggiunta di bile per emulsionare gli ingredienti lipidici, oleosi, grassi da parte del fegato;
aggiunta di acqua e succhi digestivi da parte dell’intestino tenue;
decomposizione e trasformazione di sostanze nutritive in sostanze assimilabili dall’organismo da parte della
“floraintestinale simbiontica”, deisucchidigestivi, bile ed enzimidigestivinell’intestino tenue;
“filtraggio” delle sostanze assimilabili all’interno dell’organismo nell’intestino tenue tramite i relativi “villi”;
inerzializzazione, neutralizzazione e decomposizione dei microorganismi sfuggiti alla flora dell’in-testino tenue e dello
stomaco nell’intestino cieco e nell’appendice (linfatici);
recupero e riassorbimento di acqua e sali minerali nell’intestino crasso;
immagazzinamento temporaneo nel retto;
defecazione controllata dall’ano.
Essendo il tratto gastrointestinale una specie di “reattore biochimico” per il cibo e le bevande, conviene trattare brevemente qui
le sostanze alimentari ivi coinvolte. Di seguito vengono trattati i seguenti temi:
3.1.1.1 Parametri nutritivi
3.1.1.1.1
Alimenti e bevande
3.1.1.1.2
Acqua
3.1.1.1.3
Carboidrati, zuccheri, glicidi, amidi
3.1.1.1.4
Grassi, oli, lipidi, acidi grassi, acidi lipidici
3.1.1.1.4.1 Lipidi essenziali
3.1.1.1.5
Aminoacidi, peptidi, proteine
3.1.1.1.6
Minerali
3.1.1.1.7
Oligoelementi
3.1.1.1.8
Vitamine
3.1.1.1.9
“Fibre vegetali”
3.1.1.1 Parametri nutritivi
Il seguente schizzo riassuntivo serve per ricordare il flusso e le trasformazioni dei materiali nell’organismo. Si nota che
l’apporto di materiale consiste in una grande molteplicità di diverse sostanze dalle elementari (minerali) fino alle
complessissime proteine (diverse e composte fino a decine di migliaia di molecole di aminoacidi).
3.1.1.1.1
Alimenti e bevande
Idealmente gli alimenti e le bevande coprono il fabbisogno di tutte le sostanze necessarie per un ordinario
funzionamento dell’organismo:
- nel suo ambiente (clima, tempo, abitazione, posto di lavoro),
- per le specifiche attività (movimentali, intellettuali, sedentarie, professionali, sportive, …),
- in una determinata fase della vita (crescita, sviluppo, adolescenza, adulto, senescenza),
- in un determinato stato fisico e psichico (soddisfazione, stress, noia, convalescenza, …),
- in determinati periodi (giornalieri, stagionali, …).
Per fortuna, gli alimenti e le bevande sono composti di sostanze enormemente complesse e variate e per fortuna
viviamoin ambienti e circostanze disovrabbondanza tale, che dobbiamo spendere rela¬tivamente poco tempo, energia e
astuzia per soddisfareinostribiso¬gni nutritivi. In compenso possiamo dedicarci alle molteplici attività più o meno sensate che
fanno parte di una civiltà “sviluppata”.
3.1.1.1.2
Acqua
L’acqua è contenuta in pressoché tutti gli alimenti (salvo in oli e grassi puri) in quantità differenti: frutta …90%
verdura …80% carne e pesce …70% noci meno di 10%.
Alimenti preparati come il pane, la pasta, le leguminacee, … se¬condo il modo di preparazione contengono delle dosi
più o meno rilevanti di acqua.
Il resto del fabbisogno viene soddisfatto dalle diverse bevande e dall’acqua potabile pura. Tramite il sudore,
l’espirazione, l’urina e le feci un organismo umano perde ca. 2 litri di acqua al giorno (ciò varia tantissimo secondo l’attività e
l’ambiente) che devono essere sostituiti con alimenti e bevande. Una piccola parte (ca. un decilitro per giorno)proviene dalla
trasformazione energetica dicarboidratie grassi con l’ossigeno nell’acqua e l’anidride carbonica.
3.1.1.1.3
Carboidrati, zuccheri, glicidi, amidi
Sono sostanze le cui molecole di varia complessità sono costituite da carbonio, ossigeno e idrogeno che il nostro
sistema digerente riesce a trasformare tutti in glucosio (uno zucchero). L’organismo li assorbe poi in questa forma per i suoi
scopi. La maggior parte del glucosio viene usato come combustibile (assieme con l’ossigeno inspirato). L’energia così ricavata
serve:
principalmente per i movimenti muscolari e
per i processi informatici cerebrali e nervosi (ca. 200 grammi al giorno)
e infine per mantenere i processi produttivi di materiali strutturali, funzionali e ausiliari delle cellule.
Tutta questa energia sitrasformainfinein calore per mantenerela nostra temperatura corporea.
L’eccessivo calore sidisperde nell’ambiente tramite il deflusso dermico e il riscaldamento dell’aria espirata.
È poco noto che alcuni “zuccheri” (glicidi, glicani) legati a delle proteine formino anche una gran parte della struttura
dituttiitessuti connettivi. Sono per lo più coinvolti nella matrice basale come so¬stanza mediatrice traivasisanguigniele cellule
ma anche nelle fibre connettivali (collageni, elastiche e reticolari) come nella sostanza formante cartilaginosa e nelle fibre
ossee.
3.1.1.1.4
Grassi, oli, lipidi, acidi grassi, acidi lipidici
Spesso si tratta di sostanze con tre molecole di acidi lipidici legate fra loro a una molecola di glicerolo (trigliceridi),
costituite da carbo¬nio, ossigeno e idrogeno. Alcuni di loro contengono anche fosforo (fosfolipidi) o altri elementi.
Una parte dei lipidi serve all’organismo come materiale di combu¬stione (simile al glucosio), infatti i due non solo
possono sostituirsi entro certi limiti, ma il fegato riesce anche a trasformare zuccheri in lipidie viceversa. Questo meccanismo
serve per farsidelle scortein tempi buoni per poi consumarle durante i periodi di carestia. L’im-magazzinamento avviene nel
tessuto adiposo, perché per unità di peso, il contenuto energetico dei grassi è molto maggiore di quelli dei carboidrati. Oltre alle
funzioni energetiche di combustione, i lipidi hanno impor¬tanti compiti strutturali e funzionali:
- le membrane cellulari sono tutte costituite di un duplice strato lipidico (colesterolo) coperto all’interno e all’esterno di
uno strato proteico;
- le guaine mieliniche delle cellule nervose (isolazione di neuroni) e le barriere ematiche cerebrali sono costitutite in gran parte
da sostanze lipidiche;
- diverse sospensioni tessutali nonché ammortizzatori sono formati da tessuti lipidici;
- certi ormoni e altre sostanze messaggere sono strutture lipopro¬teiche;
- certe vitamine (ADEK) e altre sostanze rare sono legate a lipidi o lipidosimili.
3.1.1.1.4.1
Lipidi essenziali
Mentre tutti gli oli e i grassi alimentari possono essere usati dall’organismo per la combustione, la sospen¬sione,
l’ammortamento e la scorta, le altre sintesi fun¬zionali e strutturali richiedono dei lipidi essenziali che l’organismo non riesce a
fabbricarsi da solo. Si tratta specialmente di: oli oleici (contenuto p.es. in olio di oliva) oli linolici (contenuto p.es. in olio di lino,
enotera, bor¬raggine) oli linolenici (contenuto p. es. in pesce, volatili e selvag¬gina).
3.1.1.1.5
Aminoacidi, peptidi, proteine
Gli aminoacidi sono i mattoni di costruzione delle proteine sia animali che vegetali. Se ne conoscono ca. due dozzine di tipi, dei
quali ca. la metà sono essenziali per l’organismo umano (non riesce a fabbricarli da solo).
Gli aminoacidi hanno degli strani nomi(biochimici). Quelli essenziali e spesso scarsi della nostra nutrizione si chiamano:
- fenilalanina e tirosina
- triptofane
- leucina, isoleucina e valina
- lisina
- arginina e ornitina
- metionina
- cisteina e glutatione
- taurina
- treonina e glicina
- istidina
- glutamina, acido glutammico e acido gamma-amino-butirrico
- carnitina.
Una nutrizione completa di proteine vegetali e animali garantisce un miglior approvvigionamento secondo il fabbisogno
dell’organismo, mentre alcune diete per ideologia o patologia evitano certi alimenti comuni (latticini, carne …). Se ciò fosse
inevitabile, sarebbe meglio informarsi quali dei fabbisogni essenziali sono scarsi, perché essi hanno importanti funzioni non
solo strutturali ma anche gestionali (ormoni, neurotrasmettitori) e possono causare scomodissime aberrazioni emotive e
mentali.
Il seguente grafico, a titolo illustrativo mostra la struttura e la com¬posizione di una molecola proteica semplicissima
(sequenza di solo 51 aminoacidi): l’insulina (ormone) di una pecora (molto simile all’insulina umana). L’ingrandimento mostra la
struttura elementare diseisusseguentiaminoacidi: … alanina-leucina-tirosina-leucina-valina-cistina-…
Molecola proteica: sequenza degli amminoacidi nell’insulina di pecora (C) e particolare della struttura
3.1.1.1.6
Minerali
Certi minerali come il calcio, il magnesio, il sodio, il potassio e il cloro sono indispensabili per tantissimi processi elementari e
bio-chimicidell’organismo umano. Sono coinvolti soprattutto in processi elettrolitici ed elettrici. Non possono essere né sostituiti
a vicenda né “sintetizzati”, perché si tratta di elementi chimici e non di loro composizioni (molecole).
I minerali sono tutti elementi chimici, anche se di solito vengono consumati in molecole più o meno complesse, spesso legati
tra loro come NaCl (cloruro di sodio, sale da cucina), KCl (cloruro di potassio, nei brodi) oppure legati a molecole proteiche
facilmente assorbibili nel tratto gastrointestinale p.es. -orotato, -aspartato o a vitamine come p.es. -ascorbato (vitamina C)
oppure a dei lipidi (grassi e oli, soprattutto fosforo e zolfo).
I più importanti minerali per il funzionamento dell’organismo umano sono:
-calcio Ca,
-magnesio Mg,
-sodio Na,
-potassio K,
-cloro Cl,
-zolfo S e
-fosforo P.
Un’alimentazione variata e genuina garantisce un miglior e più equilibrato apporto di minerali. Bisogna rendersi conto però, che
secondo il suolo di coltivazione delle piante e di allevamento degli animali e anche secondo il tipo di acqua potabile il contenuto
dei minerali varia notevolmente. In Ticino il suolo è molto scarso dicalcio e di magnesio e si incontrano spesso le relative
deficienze nutritive. Un’altra perdita di minerali proviene dal fatto che la maggior parte di loro è solubile in acqua. Buttando via
l’acqua di cottura si versano nella canalizzazione anche i contenuti minerali. Infatti,i brodi vegetali e animali contengono
rilevanti dosi di minerali.
3.1.1.1.7
Oligoelementi
Gli oligoelementi, prevalentemente metalli, in minime dosi sono indispensabili per il funzionamento di quasi tutti i
processi biochimici, in quanto fanno parte di numerose molecole enzimatiche, responsabili della decomposizione e della
composizione di altre molecole (attrezzi di decomposizione e di composizione delle molecole). Come i minerali non possono
essere né sostituiti a vicenda né “sintetizzati”, perché si tratta di elementi chimici e non di loro composizioni (molecole). Negli
alimenti e anche negli integratori alimentari sono spesso legati ad aminoacidi, peptidi e proteine facilmente assorbibili nel tratto
gastro intestinale p.es. -orotato, -aspartato o a vitamine come p.es. -ascorbato (vitamina C) oppure a dei lipidi (grassi e oli). I
più importanti sono:
- ferro Fe - manganese Mn
- zinco Zn - selenio Se
- rame Cu - molibdeno Mo
- iodio J - cromo Cr
Un’alimentazione variata e genuina garantisce un miglior e più equi¬librato apporto di oligoelementi. Bisogna rendersi
conto però, che secondo il suolo di coltivazione delle piante e di allevamento degli animali e anche secondo il tipo di acqua
potabile, il contenuto in oligoelementi varia notevolmente. In Ticino il suolo è molto scarso di iodio e si incontrano spesso le
relative deficienze nutritive (da compensare con il sale da cucina iodato). Un’altra perdita di oli¬goelementi proviene dal fatto
che la maggior parte di loro è solubile in acqua. Buttando via l’acqua di cottura si versano nella canaliz¬zazione anche i
contenuti in oligoelementi. Infatti, i brodi vegetali e animali contengono rilevanti dosi di oligoelementi.
3.1.1.1.8
Vitamine
Le vitamine, molecole più o meno complesse, sono coinvolte nei processi preparativi e di finitura della biochimica enzimatica e
quindi indispensabiliper un ordinato funzionamento dell’organismo. Sitratta di sostanze che altri organismi (vegetali o animali)
riescono a sinte¬tizzare, mentre l’organismo umano è carente del materiale genetico che serve alla loro produzione, pur
avendone bisogno per il suo fun¬zionamento. Alcune diloro sono strutture complesse lipidiche(A, D, E, K), altre sono molecole
semplici (spesso acidi: B1, B3, B6, C), altre ancora strutture di aminoacidi o peptidi (proA, B2, B3, B12).
Le più conosciute sono:
retinolo e betacarotene: vitamina e provitamina A
tiamina: vitamina B1
riboflavina: vitamina B2
niacina (acido nicotinico e nicotinamido): vitamina B3
piridossina: vitamina B6
cobolamina: vitamina B12
acido folico (anche vitamina B5)
biotina (anche vitamina H)
acido pantotenico (anche vitamina Bc)
acido ascorbinico: vitamina C
colecalciferolo: vitamina D
tocoferolo: vitamina E
chinoni: vitamina K.
Un’alimentazione variata, genuina e fresca garantisce un miglior e più equilibrato apporto di vitamine. Il contenuto di vitamine è
abbastanza specifico nei determinati alimenti. Alcune si trovano quasi esclusivamente negli alimenti vegetali (p.es. vitamina C),
altre quasi esclusivamente negli alimenti animali (p.es. vitamina B12) altre in ambedue. Certe sono sensibili al calore e all’aria
(come la vitamina C), altre invece sono termoresistenti ma sensibili all’aria e alla luce (p.es. vitamina E). È quindi importante
consumare degli alimenti freschi per garantire un sufficiente approvvigionamento vitaminico. Certe vitamine sono usate negli
alimenti prefabbricati come “conservanti” (p.es. vitamina C, acido ascorbinico) o come “coloranti” (provitamina A, betacarotene)
innocui e a buon mercato.
3.1.1.1.9
“Fibre vegetali”
Sarebbe meglio chiamarle “sostanze di ballasto”, perchè non sempre sono fibre. Si tratta di sostanze (normalmente
carboidrati vegetali) per le quali l’organismo umano non dispone di enzimi per trasformarlei n glucosio (p.es. cellulosa, che i
ruminanti usano come maggior nutriente).
Tra gli alimenti noti per un alto contenuto di sostanze di ballasto sono le mele, le carote e le verze, ma tutti gli alimenti
vegetali ne contengono più o meno (i cereali p.es. tante finché sono integrali, se no pochissime).
Nell’intestino hanno due funzioni importanti:
Legano tanta acqua, aumentando notevolmente il volume fecale, il che stimola la motilità intestinale e facilita
così la
-
defecazione.
Sono un “nutriente” importante per la flora intestinale simbiontica che dispone di un apparato enzimatico per
decomporli. La flora in¬testinale produce diversi“micronutrienti”(p.es. vitamina B12, complessi di ferro
assorbibili, …)
indispensabili per l’organismo umano.
L’abuso di “fibre vegetali pure” come anti-costipativo o “perché è sano” è da osservare con occhio critico: troppe
sostanze di ballasto puro (p.es. tanta crusca o semi di lino) non legano solo acqua (che deve essere poi bevuta), ma anche
minerali e altri micronutrienti che di conseguenza vengono a mancare all’organismo e devono essere sostituiti.
Questo è un campo che pullula di apostoli dietetici che dispongono più di credenze che di conoscenze fisiologiche, ma
a disonore della “scienza” bisogna anche dire che di dati affidabili se ne trovano ben pochi.
3.1.1.2 Apparato respiratorio
L’apparato respiratorio serve:
•
per rilevare dall’aria inspirata l’ossigeno necessario per il metabolismo energetico (di combustione) dell’organismo
•
e per caricare l’aria espirata con il residuo gassoso dello stesso metabolismo ener¬getico: l’anidride carbonica (CO2, il
gas
che si libera aprendo una bottiglia di acqua minerale gassata).
L’apparato respiratorio funziona grazie al movimento respiratorio del torace (inspira¬torio ed espiratorio):
• Inspirazione “naturale”:
Il diaframma (un muscolo piatto “a campana” fissato con il suo bordo intorno all’apertura inferiore del torace si contrae
in ispirazione, si abassa il vertice della “campana” e aumenta così il volume toracale in direzione longitudinale.
I tanti muscoli intercostali (tra le costole) “tengono a botte” e aprono in modo sincronizzatoiltoracelateralmente,ilche
aumenta ulteriormenteilvolume toracale ma stavolta in direzione orizzontale.
Le ali del polmone, un tessuto altamente elastico, attaccate con la loro superfice esterna all’interno delle costole e alla
superfice superiore deldiaframma, seguono questo movimento e aumentano di conseguenza il loro volume, tirate
elastica¬mente verso l’esterno.
Essendo i polmoni aperti verso l’esterno, tramite i bronchi, la trachea, l’epiglottide, il naso, la bocca, l’aria ambientale
affluisce in essi quando aumentano il volume interno (un po’ come in un mantice o soffietto azionato ad apertura).
• Espirazione “naturale”:
La tensione muscolare del diaframma e dei muscoli intercostali cede, e questi muscoli si afflosciano.
Il tessuto elastico teso delle ali dei polmoni, attaccati alle costole e al diaframma:
riporta i muscoli intercostali e diaframmatici nella loro posizione di riposo
diminuisce di volume interno i polmoni
espelle così l’aria eccedente.
•
Respirazione “sonante”: Nella lingua parlata e nel canto come in altre forme sonorizzate e negli strumenti a fiato, il
respiro è controllato nel senso che in espirazione viene impostata una decre¬scente tensione dell’apparato moto-respiratorio
controla resistenza delle corde vocali vibranti, della lingua e delle labbra e insieme altre resistenze nel suono di strumenti.
•
Respirazioni “aberrate”: Per diversissimi motivi (debolezze, traumi psichici, patologie, abitudini, convinzioni) si
instaurano dei tipi di respirazione che coinvolgono attivamente dei muscoli lom-bo-addominali (ventre-schiena) e della nuca e
del collo nell’atto respiratorio. Sono usati come “ausiliari” (molto inefficaci) e portano a lungo andare al deperimento della
muscolatura intercostale e diaframmatica (principali per la respirazione).
Malauguratamente e chissà per quale motivo l’apparato moto-respiratorio è trattato in modo marginale in medicina, con dei
concetti molto discutibili. Sembra molto più importante il funzionamento dell’epiglottide come bivio:
per l’ingerimento di cibo direzionato nell’esofago e
per la respirazione di aria a e dalla trachea.
Questo è dimostrato anche dal seguente plastico di von Hagen’s che fa vedere solo il tratto respiratorio e non le strutture del
suo azionamento.
Il processo meccanico si capisce meglio dal seguente schizzo come anche il trapasso selettivo di ossigeno da una parte e di
anidride carbonica dall’altra tra le alveole e i capillari sanguini (ingrandito tantissimo).
Polmone: divisione dei bronchi.
Alveoli con capillari sanguigni.
3.1.2 Pelle e mucosa
La pelle e la mucosa separano le parti interne dalle parti esterne dell’organismo. Con il termine mucosa sono intese le mucose
di:
naso e bocca e tratto respiratorio
del tratto gastro-intestinale;
del tratto urinario-genitale;
che limitano le cavità corporee verso l’esterno.
Come sistema tegumentario (pelle, peli, capelli, unghie) si intende la parte dermica corneificata che protegge il corpo contro gli
influssi esterni.
Ambedue dispongono di un ricchissimo apparato sensoriale
3.1.3.1 Sistema tegumentario
3.1.3.2 Mucose
3.1.3.1 Sistema tegumentario
La pelle racchiude l’organismo e delimita così l’interno dall’esterno. Il sistema tegumentario è formato da diversi strati di
tessuto connettivo che ospitano altre strutture tegumentarie come peli, capelli, unghie e uscite di ghiandole sebacee e
sudorifere.
3.1.3.2 Mucosa
•
da
La mucosa è simile al derma ma presenta alcune differenze e specializzazioni:
La funzione protettiva non è data da uno strato corneificato verso l’esterno ma da uno strato di muco e siero, prodotto
cellule ghiandolari secernenti.
•
Nel tratto respiratorio:
questo muco ospita delle cellule vaganti del sistema immunitario (specialmente “-fagi”) che decompongono i
microorganismi e le particelle provenienti dall’esterno, imprigionati nel denso fluido mucoso.
Il muco viene continuamente e lentamente trasportato in direzione dell’“entrata” da sporgenze cellulari che effettuano
un movimento flagellare. Arrivato all’epiglottide viene inghiottito e poi reso inerte nello stomaco.
In caso di necessità, dei movimenti respiratori forzati (tosse, starnuto …) liberano le vie respiratorie dalle porzioni più
grandi di muco.
In fondo al tratto respiratorio, negli alveoli, un singolo strato di cellule epiteliali garantisce lo scambio dei gas.
•
-
Nel tratto gastro-intestinale le differenziazioni sono molto maggiori in quanto la superficie “esterna” serve da:
tubo di mescolamento, sminuzzamento e trasporto (strati muscolari profondi);
secernente di enzimi e degli altri succhi digestivi (come l’acido gastrico);
bioreattore in diversissime sezioni specializzate (stomaco, duodeno, tenue, crasso);
ambiente naturale per la flora intestinale simbiontica (e ogni tanto patogena);
assimilatore selettivo tramite i “villi intestinali” per le sostanze che l’organismo necessita per sopravvivere.
•
Il tratto genitale-urinario, essendo un’apertura dell’organismo verso l’esterno dispone di:
una mucosa che evita il riassorbimento di sostanze escretate (urina, me¬struo, seme);
protegge gli organi interni dagli invasori patogeni (tramitela flora genitale-urinaria) tramite le (poche) cellule vaganti del
sistema immunitario sulla mucosa.
3.2
Sistemi di distribuzione/raccolta
Il sistema è responsabile per la distribuzione e la raccolta di tutte le sostanze indirizzate o provenienti dalle cellule.
È composto di:
•
apparato cardiovascolare con sangue, cuore, arterie, vene e capillari per la circolazione del sangue in tutto l’organismo
quasi fino a livello di singole cellule;
•
rete linfatica:
per la raccolta e l’elaborazione di lipidi e grassi provenienti dall’intestino,
di residui tessutali,
di microorganismi invasori e
la restituzione della linfa “depurata” nel sistema cardiovascolare.
Di seguito vengono trattati i seguenti temi:
Sistema cardiovascolare.
Sangue e circolazione.
Cuore e circolazione.
Linfa e apparato linfatico.
3.2.1 Sistema cardiovascolare
Il sistema cardiovascolare è costituito da:
sangue
sistema circolatorio sanguigno: arterie, arteriole, capillari, venule e vene cuore.
Il seguente plastico mostra la disposizione del sistema:
3.2.2 Sangue e circolazione
Si tratta di un sistema di “tubazione elastica” perla conduzione del “tessutoliquido”: il sangue,
impermeabile ma “contraibile” nei vasi più grossi (arterie, arteriole, venule e vene),
parzialmente permeabile (duttile), elastico e dotato di strozzature nei vasi capillari.
Il sangue quale substrato di trasporto è composto soprattutto di:
•
plasma sanguigno nel quale sono solute temporaneamente tutte le altre sostanze da trasportare: minerali,
oligoelementi, lipidi, aminoacidi, proteine, sostanze mes¬saggere, metaboliti di ogni genere da riutilizzare o da smaltire e altre
sostanze da escretare;
•
“globuli rossi” (eritrociti) specializzati per il trasporto di sostanze gassose come l’ossigeno e in parte l’anidride
carbonica;
•
sostanze cellulari (piastrine, trombociti) e molecolari (fibrine) che in caso di lesioni vasali riescono a promuovere i
processi di coagulazione per “tappare i buchi”;
•
cellule immunitarie vaganti in parte in dislocazione rapida da un posto all’altro (linfociti di diversi tipi), in parte in
pattuglia circolatoria (leucociti e monociti di diversi tipi).
A livello dicapillari(vasifinissimie duttili)c’è un continuo e selettivo scambio diplasma con soluti (scarico e carico) tra capillari e
matrice basale connettiva. Una buona parte di matrice basale consiste infatti di plasma (senza globuli rossi, perchè lo scambio
gassoso a questo livello avviene come meccanismo molecolare).
Il seguente schizzo microscopico mostra le parti cellulari del sangue ma non in pro¬porzione numerica: in realtà quasi la metà
del volume sono eritrociti (globuli rossi), mentre gli altri “-citi” sono molto più rari.
Cellule del sangue nell’uomo.
3.2.3 Cuore e circolazione
Il cuore è un organo cavo con delle pareti muscolari che si contraggono ritmicamente, spingendo così il sangue contenuto nelle
cavità verso arterie, arteriole e la parte arteriosa dei capillari. Delle retrovalvole cardiache impediscono il rinflusso di sangue
arterioso durante la contrazione e la relativa chiusura delle cavità e promuovono l’af-flusso di sangue venoso “consumato”.
Il flusso del sangue dai capillari tramite venule, vene e vena cava al cuore avviene in minima parte spinto dalla pressione
cardiaca, ma maggiormente tramite movimenti secondari (pulsazione delle arterie, respirazione, peristalsi muscolari) e un
sistema di retrovalvole nelle venule e vene che impediscono il rinflusso ematico. Il seguente schizzo mostra la circolazione
principale.
arteria carotide
vena giugulare
vena omerale
arteria omerale
aorta
vena cava superiore
metà sinistra del cuore
vena cava inferiore
polmone
fegato
stomaco
vena porta
reni
intestino
arteria iliaca
vena iliaca
circolazione sanguigna
Sangue ricco di O2 (chiaro)
Sangue povero di O2 (scuro)
Il seguente schizzo mostra il flusso sanguigno tramite la doppia pompa “cuore”:
Entrata dalla vena cava nell’atrio destro e tramite una retrovalvola nel ventricolo destro.
Spinto dalla contrazione muscolare: uscita tramite l’aorta polmonare verso i polmoni.
Entrata, ritorno (carico di ossigeno e scarico di anidride carbonica) dai polmoni nella vena polmonare, va nell’atrio
sinistro e tramite una retrovalvola nel ventricolo sinistro.
Il seguente schizzo mostra comela distribuzione ela raccolta delsangue nell’organismo avvengono tramite due circuiti
simultanei: il circuito polmonare (piccolo) e il circuito organico (grande). Il circuito organico è raggruppato in 5 gruppi paralleli.
Le arterie, le vene e icapillarisono dicostruzione differenziata(secondoidiversicompiti che svolgono) come mostra lo schizzo
seguente:
•
arterie con massicce pareti (pressione) contraibili ed espandibili tramite muscoli circolari,
•
vene con un grande diametro interno (flusso facilitato) contraibili ed espandibili tramite muscoli circolari e con
retrovalvole che garantiscono il trasporto “passivo” attraverso movimenti pulsanti delle arterie e altri movimenti corporei
(respiratori, ecc.),
•
capillari la cui parete è formata da un solo strato di cellule per facilitare il trapasso di siero carico di nutrienti e
l’ossigeno in una direzione e il carico di prodotti cellulari, di rifiuto e anidride carbonica nell’altra. Si noti la presenza delle
“cellule strozzatrici” (periciti) che permettono il dosaggio locale di flusso capillare.
3.2.4 Linfa e apparato linfatico
Come composizione la linfa è simile al plasma (senza globuli rossi). Asporta dalla matrice basale del tessuto connettivo lasso
gli ingredienti atti a essere trattati e/o depurati nei nodi linfatici. Il seguente schizzo mostra il passaggio di liquidi e di cellule
vaganti del sistema immunitario tra i capillari sanguigni, l’interstizio (cellule sedentarie) e i capillari linfatici.
3.3
Impianto di regolazione e asporto
È il sistema di smaltimento che filtra dal sangue le sostanze residuali e recupera quelle ancora utilizzabili che poi escreta
secondo criteri di concentrazioni biologiche. È composto da:
- apparato renale e
- apparato urinario.
3.3.1 Apparato escretivo
L’apparato escretivo è costituito da:
- reni
- ureteri
- vescica urinaria
- uretra.
Il plastico di von Hagen’s mostra la disposizione:
Il seguente schizzo mostrala struttura deirenieilfunzionamento dimilionidiminuscoli “impianti escretivi”:
•
Il sangue viene prima filtrato nei glomeruli in modo che le piccole molecole del siero passino in una tubatura (urina
primaria).
•
Nella tubatura, per processi di diffusione e osmotici tramite le cellule tubulari con l’interstizio adiacente vengono
recuperate tanta acqua e parecchie sostanze riutiliz¬zabili (glucosio, sodio, …) mentre altre di scarto non vengono riassorbite.
Così man mano che quelle da escretare si concentrano all’interno dei tubi (ansa di Henle) le altre tornano in circolazione.
•
I milioni di tubolari si riuniscono progressivamente fino a confluire nell’uretere che porta l’urina nella vescica urinaria, un
serbatoio muscolare.
•
Urinando, l’organismo si scarica della scorta urinaria, aprendo un muscolo sfintere (circolare) intorno all’uretra e
contraendo la parete della vescica.
3.4
Sistemi rigenerativi
Il sistema rigenerativo tramite un equilibrio di morte e proliferazione cellulare permette alcune funzioni biologiche come:
funzioni immunitarie di distruzione e decomposizione di materiale organico sia proprio sia estraneo;
funzioni proliferative per divisione, crescita, sviluppo e riparazione cellulare;
funzioni riproduttive dell’organismo stesso per le funzioni sessuali, di gestazione, cura e sviluppo della prole.
3.4.1 Apparato di procreazione
Gli apparati di procreazione femminile e maschile servono alla riproduzione mutabile della specie umana. Un complessissimo
meccanismo di permutazione di geni (duplici in cromosomi sia dell’uomo sia della donna) mescola inizialmente il materiale
genetico proprio degli individui e quello dei loro antenati all’interno di ovociti e spermatozoi. Nella fecondazione diun ovocito
con uno spermatozoo simescola dinuovoilmateriale genetico di uomo e donna in un’unica cellula. Questa cellula contiene tutto
il (nuovo) materiale genetico della prole che per divisione e differenziazione sievolvein un nuovo e originale essere umano mai
visto. L’organismo femminile, contrariamente a quello maschile, è attrezzato di tutte le strutture e funzioni per:
la ciclica maturazione mensile di un ovocito pronto per l’inseminazione,
l’evoluzione della prole da organismo monocellulare a neonato (gestazione),
la cura del neonato (allattamento,ecc.).
Il plastico mostra gli organi maggiormente coinvolti.
3.5
Sistemi strutturali/movimentali
Il sistema strutturale/movimentale è composto da:
•
apparato tegumentario che delimita la struttura dell’organismo. Viene spesso trattato separa¬tamente come sistema
autonomo. È costituito da un
tessuto connettivo lasso specializzato (derma e sottoderma) ed un tessuto connettivo denso
specializzato (epidermide)
•
apparato scheletrico-motorio che determina la struttura rigida-elastica dell’organismo e permette i movimenti “esterni”
(p.es. anche di respirazione). È costitutito per la maggior parte da ossa/cartilagine (leve e giunture), da muscoli (motori) e da
strutture ausiliarie come le capsule articolari, i tendini, i legamenti, le fasce, …
•
l’apparato di muscolatura liscia che è responsabile dei movimenti “interni” p.es. degli inte¬stini, dei vasi, …
normalmente viene trattato nell’ambito degli apparati vasali e intestinali.
Di seguito vengono trattati i seguenti temi:
Apparato motorio-tegumentario.
Fisiologia movimentale scheletrica.
3.5.1
Apparato motorio
Il plastico mostra alcuni muscoli superficiali motori in un organismo privo di pelle. Se si pensa a tutti i possibili
movimenti e al mantenimento della postura corporea si capisce che sono enormi i compiti di coordinazione che l’apparato
motorio deve svolgere.
3.5.2. Fisiologia movimentale scheletrica
I movimenti “esterni” dell’organismo e articolazione. avvengono tramite la contrazione ed il rilascio dei muscoli striati, che fanno
leva su una giuntura elastica o articolare.
Unica eccezione è la muscolatura mimica che muove delle strutture elastiche di tessuto connettivo facciale per permettere le
espressioni mimiche.
Il seguente schizzo mostra gli elementi principali e il funzionamento dei movimenti in collaborazione con ossa, giunture e
muscoli, per una volta con l’esempio di un mammifero diverso dall’uomo.
3.6
Sistemi gestionali
Il sistema gestionale permette la sintonizzazione di tutte queste complicazioni e l’adattamento alle condizioni esterne tramite:
•
funzioni sensoriali specifiche (olfatto, gusto, equilibrio, udito, tatto, vista), aspecifiche come dolore, prurito, solletico, …
e tante altre che non sono mai coscienti (come pressione, temperatura interna, concentrazioni e cariche biochimiche e
biofisiche, …);
•
il sistema nervoso come trasmettitore ed elaboratore di informazioni specifiche, veloci e a “grandi” distanze;
•
il sistema “messaggero” (ormoni, neurotrasmettitori, sostanze messaggere, …) come tra¬smettitore di
informazioni”generali”, o più lenti o a brevi distanze;
•
attivatori che in funzione di messaggi nervosi o ormonali o di altro tipo liberano un movi¬mento, la secrezione o la
produzione di una sostanza, oppure altre attività come le funzioni difensive.
3.6.1
Apparato nervoso
L’apparato nervoso gestice una parte dell’organismo in stretta collaborazione con i sistemi endocrini e di messaggeri cellulari e
tessutali. Esso è costitutito essenzialmente dal cervello e dal midollo spinale (sistema nervoso centrale). I nervi sensoriali e
azionanti periferici e craniali vengono ulteriormente distinti in vegetativi e motori. I vegetativi azionanti sono raggruppati in due
rami funzionali: simpatico e parasimpatico.
Il seguente schizzo mostra le parti e il “cablaggio” principale del sistema nervoso e il confronto con il cervello di un altro
mammifero con meno compiti “mentali”, ma più compiti di altro tipo.
Sistema nervoso.
4.0
Organi
Mentre i sistemi sono degli aggregati funzionali che possono essere ripartiti in tante o tutte le regioni del corpo, si chiamano
organi delle unità strutturali con una determinata funzione come p.es.:
arteria: tubo che conduce il sangue proveniente dal cuore con una struttura di muscolatura liscia per variarne il
diamentro;
vena: tubo che conduce il sangue di ritorno al cuore con delle valvole a rimbalzo;
cuore: muscolo cavo con valvole a rimbalzo con la funzione di duplice pompa per il sangue;
fegato: reattore biochimico per la trasformazione di zuccheri, grassi e aminoacidi e altre sostanze metaboliche;
intestino tenue: reattore biochimico tubolare per il trasporto e la trasformazione di alimenti in sostanze assorbibili
dall’organismo;
muscolo scheletrico: aggregato di movimentazione che tramite la contrazione e la distensione muove un osso in
relazione ad un altro intorno alla loro articolazione;
cervello: aggregato di cellule nervose e relative strutture all’interno delle ossa craniali che raccoglie ed elabora dei
segnali nervosi (provenienti da sensori) per stimolare in modo sensato, coordinato e sintonizzato degli attivatori muscolari e
ghiandolari;
-…
5.0
Tessuti
Tessuti si chiamano aggregati di cellule con simili fuzioni come p.es.:
tessuto muscolare: aggregato di cellule muscolari che formano un muscolo;
tessuto nervoso: aggregato di cellule che formano un nervo;
tessuto epiteliale: strato di cellule strettamente legate che formano una membrana;
tessuto connettivo lasso: struttura di rete tridimensionale ininterrotta di fibre più o meno elastiche e di
sostanze chiamata “matrice basale” che connette organi e compartimenti tra loro e permette lo scambio di sostanze tra le
cellule e i vasi del sistema di distribuzione e di raccolta. Nel medesimo tempo è anche un substrato del sistema immunitario;
-…
Al concetto costruttivo e funzionale dei tessuti in tutto il corpo segue un “piano unificato” anche se molto variato nella
formazione specifica:
una rete tridimensionale ininterrotta di “tessuto connettivo lasso” connette ancora più o meno elasticamente i singoli
organi strutturali (fegato, cuore, ossa, …) tra di loro;
forma l’infrastruttura per i sistemi di distribuzione (vasali circolatori e linfatici), di gestione (nervosi e ormonali) e
immunitari (cellule mediate e altri);
organizza e smista a livello biochimico e biofisico i flussi materiali, energetici e informatici tra le cellule degli organi
strutturali (parenchimatiche) e le funzioni distributive, gestionali e immunitarie.
L’attento studio di questo “concetto generale” sembra impegnativo ma è molto efficace in quanto spiega tantissime
caratteristiche anatomiche e metaboliche particolareggiate.
Di seguito vengono trattati i seguenti temi:
5.1
Tessuti strutturali (connettivi)
5.1.1 Tessuti fibrosi
5.1.1.1 Lassi e adiposi
5.1.1.2 Reticolari
5.1.1.3 Densi
5.1.2 Cartilaginosi
5.1.3 Ossei
5.2
Tessuti funzionali (parenchimali)
5.2.1 Tessuti epiteliali
5.2.1.1 Membranosi (murali)
5.2.1.2 Ghiandolari
5.2.2 Tessuti muscolari
5.2.2.1 Muscolatura liscia
5.2.2.2 Muscolatura striata
5.2.2.3 Muscolatura cardiaca
5.2.3 Tessuti nervosi
5.1
Tessuti strutturali (connettivi)
I tessuti connettivali sono composti da cellule sparse qua e là in una struttura di fibre, di cristalli, di sostanze dense amorfe e di
liquidi. Questa
struttura “circostante” alle cellule connettivali è prodotta e modificata dalle cellule stesse (eccezion fatta per il sangue e la linfa).
I tessuti connettivi lasso, adiposo, reticolare e denso siraggruppano anche sottoilnome di“fibrosi”.
Di seguito sono trattati i seguenti temi:
Tessuti fibrosi.
Tessuti cartilaginosi.
Tessuti ossei.
5.1.1 Tessuti fibrosi
I tessuti fibrosi contengono:
sostanza basale (interstiziale) e
fibre di diverso tipo:
collagene,
reticolari,
elastiche, in composizioni molto variabili secondo il compito del relativo tessuto specializzato.
Di seguito vengono trattati i seguenti temi:
Tessuti fibrosi lassi e adiposi.
Tessuti fibrosi reticolari.
Tessuti fibrosi densi.
5.1.1.1 Tessuti fibrosi lassi e adiposi
Il tessuto connettivo (fibroso) lasso serve come struttura per la:
conduzione di vasi sanguigni e linfatici;
conduzione di nervi motori e sensitivi;
ambiente per le cellule immunitarie vaganti;
substrato di trasferimento del materiale tra le cellule e i vasi.
Il tessuto connettivo (fibroso) adiposo è una specie di tessuto connettivo lasso con l’intrusione di tante cellule lipidiche (grasso).
Le sue funzioni sono in particolare:
isolazione termica come nel tessuto sottocutaneo;
ammortizzatore meccanico come nelle strutture dei palmi dei piedi e delle mani;
isolatore elettrico e filtro chimico verso altri tessuti come per il sistema ner¬voso;
magazzino energetico come nelle mammelle, e nel tessuto sottocutaneo delle cosce, della nuca, e del tessuto
addominale (pancia).
Lo schizzo fa vedere la struttura di un qualche decimo di millimetro di tessuto connettivo lasso, sebbene non indichi i capillari
linfatici.
5.1.1.2 Tessuti fibrosi reticolari
Il tessuto connettivo (fibroso) reticolare è una struttura di “filtro” per rallentare il trasporto e il movimento di grandi molecole e
microorganismi come nel midollo osseo e nella milza.
5.1.1.3 Tessuti fibrosi densi
Il tessuto connettivo (fibroso) denso è poco elastico e serve per:
-
trasmettere il movimento e la forza dei tessuti muscolari alle ossa (tendini, aponeurosi, …);
delimitare movimenti ossei oltre al previsto (legamenti);
“bendaggio” dei tendini vicino alle articolazioni (retinacoli, fasce).
5.1.2 Tessuti cartilaginosi
I tessuti cartilaginosi servono a scopi diversi:
strato liscio ed elastico di scorrimento nelle articolazioni;
strato elastico nelle giunture;
ammortizzatori meccanici nei dischi intervertebrali;
materiale di compensazione geometrica nei menischi.
Il tessuto cartilagineo è formato da condrociti che costruiscono prima una struttura fibrosa e poiriempiono glispazicon un
materiale proteinico-glicidico-acquoso amorfo.
Il grafico mostra la struttura fibrosa e cellulare/materiale di riempimento di una copertura articolare.
5.1.3 Tessuti ossei
I tessuti ossei sono delle strutture solide di diversissima forma in continua ricostruzio¬ne. Sono costruiti con cellule osteoblasti
che fabbricano continuamente in un primo tempo delle strutture fibrose che in un secondo tempo “mineralizzano” e riempiono
con cristalli prevalentemente di calcio, fosforo e un po’ di magnesio.
Altre cellule ossee, gliosteoclastidecompongono,in altriposti, continuamente questa struttura per soddisfare il fabbisogno della
muscolatura e dei nervi (e altri tessuti) in calcio, fosforo, magnesio e altri ingredienti.
Le cellule osteociti“immurate”(nelle relativelacune con delle gallerie dicomunicazione con i nervi e i vasi tra di loro),
mantengono il metabolismo interno della struttura.
Spazi intermediari estesi vengono riempiti dal tessuto lipidico (midollo) con delle fibre reticolari filtranti e delle cellule
ematopoietiche che, tramite la divisione, creano una continua proliferazione di cellule staminali sanguigne in parte immunitarie.
5.2
Tessuti funzionali (parenchimali)
Vengono detti tessuti parenchimali quegli aggregati di cellule con specifiche funzioni di:
scambio/impedimento/trasformazione di sostanze (epiteliali),
movimenti (muscolari),
trasmissioni informatiche (nervosi).
Si parla spesso di tessuti parenchimali anche quando si tratta di tessuti di organi specifici e sebbene, in realtà, essi vengono
composti da tessuto parenchimale e connettivale lasso, reticolare e adiposo come p.es. parenchimale di fegato, milza, rene, …
Di seguito vengono trattati i temi:
Tessuti epiteliali.
Tessuti muscolari.
Tessuti nervosi.
5.2.1 Tessuti epiteliali
I tessuti epiteliali si distinguono in membranosi (murali) e ghiandolari. La loro funzione consiste soprattutto nello
scambio/impedimento/trasformazione disostanze(epiteliali) rispettivamente nella sintesi ed esportazione di sostanze
(ghiandolari).
Di seguito vengono trattati i temi:
Tessuti epiteliali membranosi (murali).
Tessuti epiteliali ghiandolari.
Per uno schizzo di diversi tessuti epiteliali (vedi anche 6.3.1 Cellule epiteliali).
5.2.1.1 Tessuti epiteliali membranosi (murali)
Il tessuto epiteliale membranoso si trova soprattutto nella mucosa dei tratti gastrointestinali, respiratori e urinari, in particolare
con la funzione di scambio delle sostanze in modo altamente selettivo in una o in ambedue le direzioni. Normalmente nel
tessuto membranoso sono inserite delle cellule ghiandolari che secernono muco, siero e altre sostanze (p.es. saliva
enzimatica) verso l’esterno.
Il tessuto membranoso è costitutito da solito diuno o pochistratidicellule, perché per un efficace apporto e asporto del materiale
tramite il tessuto connettivo lasso deve rimanere garantitol’approvvigionamento sanguigno,linfatico e nervoso.
5.2.1.2 Tessuti epiteliali ghiandolari
Il tessuto epiteliale ghiandolare si trova prevalentemente in quegli organi specializzati per la sintesi e la trasformazione di
sostanze come il pancreas (produzione di succhi intestinali e di ormoni metabolici) e il fegato (trasformazione di glucosio, lipidi
e aminoacidi).
Il tessuto ghiandolare è di solito disposto in una matrice di connettivo lasso al¬tamente strutturato per garantire un efficace
afflusso e deflusso di materiale.
5.2.2 Tessuti muscolari
I tessuti muscolari sono costituiti da:
Cellule muscolari filiformi che permettono la contrazione e la distensione, creando così dei movimenti.
Tessuto connettivo lasso come infrastruttura per la:
conduzione di vasi sanguigni e linfatici;
conduzione di nervi motori e sensitivi;
connessione meccanica di cellule muscolari;
ambiente per le cellule immunitarie vaganti;
substrato di trasferimento materiale tra cellule muscolari, vasi e nervi.
Di seguito vengono trattati i temi:
Tessuti di muscolatura liscia.
Tessuti di muscolatura striata.
Tessuto di muscolatura cardiaca.
5.2.2.1 Tessuti di muscolatura liscia
La muscolatura liscia in estremis è costitutita da una singola cellula muscolare (p.es. miocellule dei peli per radrizzarli, pelle
d’oca). È impiegata però soprat¬tutto negli adattamenti vasali e nei movimenti intestinali.
Il meccanismo di contrazione è costituito da miofibrille intramuscolari che si contraggono o rilasciano secondo un determinato
stimolo, spesso causato da sostanze ormonali o ormonosimili. I complessi di muscoli lisci sono dei tessuti di cellule legati tra
loro in una struttura tale che la contemporanea contrazione di un’area di cellule muscolari provoca una tensione o un
movimento di tutto il tessuto in una determinata direzione.
Lo schizzo mostra schematicamente il funzionamento dei tessuti muscolari lisci come sono p.es. frequenti nelle pareti vasali e
in quelle intestinali.
Le pareti dei vasi del sistema cardiovascolare dispongono di strati di cellule muscolari che contraendosi diminuiscono il
diametro del vaso per regolare il flusso ematico secondo la necessità degli organi seguenti.
Le pareti degli organi tubiformi dell’apparato digestivo dispongono di strati mu¬scolari radiali, trasversali e longitudinali che in
un gioco coordinato permettono dei complessi movimenti diametrali di costrizione e longitudinali di costrizione e allungamento
allo scopo di trasportare e mescolare il bolo alimentare.
5.2.2.2 Tessuti di muscolatura striata
La muscolatura striata si trova nei muscoli scheletrici (movimentali). Si tratta di cellule filiformi altamente specializzate,
raggruppate in fasce e inserite nel connettivo lasso, il quale permette ai vasi sanguigni e linfatici e ai nervi di raggiungere in
diversi punti ciascuna delle cellule muscolari.
Ai terminali della fascia muscolare,il connettivolasso si congiunge diventando denso e si allaccia come tendine o aponeurosi
all’osso.
Il meccanismo delle miocellule striate è basato su di una struttura di fibrille (strutture di molecole proteiche) disposte
telescopicamente. A uno stimolo nervoso e in presenza di un sufficiente numero di “accumulatori ATP” queste miofibrille
scorrono tra di loro, contraendo e raccorciando la cellula. Arrivando gliimpulsiin modo coordinato a diverse cellule, queste
sicontraggonoin modo coordinato e sincronizzato causando così il movimento muscolare.
Questa muscolatura si chiama “striata”, perché sotto il microscopio si vedono bene gli allacciamenti e le intersezioni delle
miofibrille tra loro come “strisce scure”.
5.2.2.3 Tessuto di muscolatura cardiaca
La muscolatura cardiaca è un misto di miocellule lisce e striate, connesse tra di loro in modo che la contrazione sincronizzata
riduca ordinatamente il volume. La stabilità dinamica della costruzione è data da uno “scheletro” di tessuto connettivo denso.
5.2.3 Tessuti nervosi
I tessuti nervosi sono strutture composte da:
neuroni (cellule filiformi nervose);
cellule mieliniche di isolazione elettrica e di barriera chimica di neuroni verso il tessuto connettivo lasso;
tessuto connettivo lasso come infrastruttura per la:
conduzione di vasi sanguigni e linfatici,
conduzione di altri nervi adiacenti motori e sensitivi,
connessione meccanica di neuroni paralleli ai nervi (cavi di neuroni),
ambiente per le cellule immunitarie vaganti,
substrato di trasferimento materiale tra le cellule nervose e i vasi.
Architettonicamente i nervi (cavi di neuroni) sono organizzati come i tessuti muscolari
con al posto delle cellule muscolari delle cellule nervose (neuroni).
I tessuti nervosi sono:
I nervi stessi (cavi per la trasmissione di segnali) con all’inizio un integratore di informazioni e alla fine dei distributori di
informazione.
I gangli come centrali d’integrazione locali.
I plessi come siti di distribuzione topografici-funzionali.
Il midollo spinale con la funzione di nesso tra periferia e centrale cerebrale attraverso nervi, gangli e plessi.
Il cervello come integratore, coordinatore e collocatore.
Alla periferia i bottoni sinaptici (efferenti, attivatori) sulle cellule muscolarie ghiandolari, nel tessuto connettivo ed epiteliale dei
terminali liberi nervosi e negli organi dei sensi i terminali specifici (afferenti, sensoriali) raggiungono l’ultimo angolo
dell’organismo (un po’ come i capillari sanguigni e linfatici). Nel sistema nervoso centrale (integrazione ed elaborazione di
segnali) c’è un inimmaginabile concatenamento di bottoni sinaptici e dendriti di cellule nervose come mostra l’immagine
seguente.
6.0
Cellule
Le cellule sono delle unità viventi di solito in un ambiente di matrice basale.
Di seguito vengono trattati i temi:
6.1
Cellule strutturali (connettivali)
6.2
Cellule ambulanti
6.2.1 Ematiche (circolanti)
6.2.2 Immunitarie (vaganti)
6.3
Cellule funzionali (parenchimali)
6.3.1 Epiteliali
6.3.2 Muscolari
6.3.3 Nervose
6.1
Cellule strutturali (connettivali)
Le cellule connettivalihanno anzitutto delle funzionidistruttura esterne. A partire daimateriali forniti dalla matrice basale
sintetizzano le sostanze:
•
Materiale liquido-cristallino (acido ialuronico, proteoglicani e glicosaminoglicani leganti l’acqua e i relativi soluti idrofili e
lipidofili). Si tratta del materiale base per:
la matrice basale con la funzione di trasporto del materiale tra i vasi sanguigni e le cellule,
in forma densissima per la cartilagine.
•
Molecole collageni e reticolari: sintetizzate dagli aminoacidi (prevalentemente glicina, prolina, idrossiprolina) e glicidi
(galattosio, glucosio), composti a molecole attorciliate di tre eliche polipeptidiche e legate alla fibra collagena. Si tratta del
materiale base per la struttura di tessuti connettivali collageni, reticolari ed elastici che si distinguono per i legami estracellulari
di elementi collageni:
fibre collageni e reticolari: molecole collageni, proteoglicani e glicosaminoglicani late¬ralmente connesse in fasce
spesse e sottili,
fibre elastiche: molecole collageni con deviazioni.
•
Cristalli minerali come nelle ossa (prevalentemente Ca e P, anche Mg, Na, K, F, Cl) che si aggregano alle fibre
collageni e alla matrice basale densa per formare le ossa.
La composizione, la ripartizione e l’orientamento di queste strutture caratterizza poi il tipo
(e la funzione) del tessuto. Normalmente si tratta della collaborazione di cellule (-citi) con¬nettivali con diversi compiti:
blasti: cellule che compongono strutture connettivali;
clasti: cellule che decompongono strutture connettivali.
Secondo il tessuto prevalentemente coinvolto si distinguono in:
osteociti (osteoclasti e osteoblasti) che scambiano prevalentemente il tessuto osseo;
condrociti (condroblasti e condrociti) che scambiano prevalentemente il tessuto cartila¬ginoso (acido ialuronico e
proteoglicani);
fibrociti (fibroblasti e fibroclasti) che scambiano il tessuto connettivo lasso e denso (fibre collagene, acido ialuronico,
proteoglicani e glicosaminoglicani).
Le cellule connettivali hanno una durata di vita mediamente lunga (settimane fino a mesi).
Gli osteociti e il relativo tessuto osseo si rifanno quasi completamente ogni 14 mesi.
Il tessuto cartilaginoso e denso ca. ogni nove mesi e il tessuto connettivo lasso da qualche settimane fino a qualche mese.
6.2
Cellule ambulanti
Una grande quantità di cellule nell’organismo sono “ambulanti”.
•
Una parte di loro sono puramente circolatorie nel sangue (eritrociti: globuli rossi e trombociti: piastrine) con compiti di
trasporto (O2 e CO2) e di riparazione (rimarginare le lacerazioni).
•
Altre, prevalentemente appartenenti al sistema immunitario, sono vaganti nel connettivo lasso o persino sulla mucosa e
si servono ogni tanto della circolazione per raggiungere rapidamente nuovicampid’impiego. Le cellule immunitarie sono
specializzate in molti gruppi e sottogruppi secondo i loro compiti principali:
identificare e marcare presenze non gradite con funzioni automemorative;
neutralizzare e
smaltire lo sgradito;
coordinazione di manovre operative, tattiche e strategiche.
Di seguito vengono trattati i temi:
Cellule ematiche (circolanti).
Cellule immunitarie (vaganti).
6.2.1 Cellule ematiche (circolanti)
Le cellule ematiche sono prive della capacità di riprodursi e sono altamente specia¬lizzate. Si dividono in:
eritrociti (globuli rossi) responsabili del trasporto di ossigeno;
leucociti (globuli bianchi) responsabili delle funzioni immunitarie di difesa contro gli invasori nel sangue e nel connettivo
lasso;
piastrine (frammenti di cellule) che sono coinvolte nella coagulazione del sangue per la riparazione delle lacerazioni nei
vasi.
Tutti i tipi hanno una vita brevissima di pochi giorni. La loro decomposizione è alta¬mente organizzata in modo da recuperare i
preziosi ingredienti (milza-fegato). Vista la mancata capacità di riproduzione, ci vuole un rifornimento pari al deperimento da
parte del midollo osseo (cellule staminali) che poi si differenziano e si specializzano nei tre tipi principali di cellule ematiche.
6.2.2 Cellule immunitarie (vaganti)
Le cellule immunitarie sono di solito vaganti e specializzate a riconoscere, distruggere e smaltire le cellule lese dell’organismo,
sostanze “estranee”, sostanze residue e mi¬croorganismi patologici. Una parte di cellule immunitarie pattugliano
prevalentemente il sangue:
granulociti:
eosinofili per la difesa dai parassiti e dalle reazioni allergiche delle vie respiratorie;
basofili per le reazioni allergiche ematiche;
neutrofili per la difesa batterica e le reazioni infiammatorie;
agranulociti sono spesso di tipo linfatico.
Altri pattugliano prevalentemente il tessuto connettivo lasso e/o la mucosa.
B-linfociti in varie forme e differenziazioni per le reazioni antigene-anticorpo: pro¬ducono anticorpi specifici che
marcano le cellule e le sostanze “estranee”.
T-linfociti per la distruzione di cellule infette da virus.
“Killer naturali” che distruggono le cellule tumorali e infette da virus.
Macrofagi e fagociti che decompongono e smaltiscono le sostanze, le cellule e i microorganismi.
Cellule dendritiche che presentano antigeni ai T-linfociti.
Cellule dendritiche follicolari che presentano antigeni ai B-linfociti.
Mastcellule che inducono la reazione allergica tessutale.
Oltre alle cellule immunitarie, molteplici processi biochimici sono coinvolti nei compiti immunitari. È anche sbagliato ridurre il
compito immunitario prevalentemente alle “difese dagli invasori”; la maggior parte dei compiti immunitari consiste nella
decom¬posizione ordinata di cellule e tessuti del proprio corpo come p.es. muta di eritrociti, leucocitolisi, decomposizione di
cristalli, fibre e matrice basale del tessuto connettivo e smaltimento delle cellule lese.
6.3
Cellule funzionali (parenchimali)
Le cellule parenchimali sono specializzate per i compiti funzionali esteriorizzati.
Metaboliche come negli organi interni (fegato, stomaco, reni, …).
-
Movimentali come nei muscoli striati e lisci (muscolatora, vasi, cuore, intestino, …).
Informatici come nei neuroni perifeci e del sistema nervoso centrale.
Secernenti come per i succhi digestivi, gli ormoni, …
Di seguito vengono trattati i temi:
-Cellule epiteliali.
-Cellule muscolari.
-Cellule nervose.
6.3.1 Cellule epiteliali
Le cellule epiteliali hanno una durata breve divita: sidividono spesso e diconseguenza muoiono anche spesso di “morte
naturale” (apoptosi) o “accidentale” (necrosi). Secondo la loro costruzione e funzione si distinguono i diversi tipi (vedi anche
5.2.1 Tessuti epiteliali).
6.3.2 Cellule muscolari
Il schizzo seguente mostra la costruzione di una cellula muscolare nello spazio di pochi centesimi di millimetro:
6.3.3 Cellule nervose
Le cellule nervose hanno una durata divita quanto l’organismo stesso; una voltaimpostate non sidividono più e quelle che
muoiono non sono rimpiazzabili. Cosìsipensa che sia per inerviperifericie probabilmente anche per quellicentrali. In
compenso,le cellule nervose sono dotate di grandi capacità di riparazione e di adattamento:
in buone circostanze un nervo “tagliato” a partire dalla sua guaina riesce a ricon¬giungersi in poche settimane;
i neuroni riescono a ritirare e a riformare sia i dendriti che i telodendri.
Una cellula nervosa “raccoglie” in continuazione dei segnali tramite i dendriti. Questi segnali provvengono o da bottoni sinaptici
di diversissime cellule nervose “precedenti” o da condizioni ambientali nelle cellule sensoriali o dalle cellule con terminali liberi
nell’interstizio(tra cellule sedentarie)o da ambedue. Ci sono delle condizioni“inibitrici” come delle condizioni “stimolanti”:
un’ambivalenza continua.
Questi segnali vengono “integrati” e a un certo livello di stimolo “scatta un impulso” che viene trasmesso lungo l’assone
filiforme ad alta velocità in direzione telodendri e bottoni sinaptici. Arrivato lì, l’impulso provoca l’emissione di sostanze
neurotrasmet¬titori nell’interstizio il che:
stimola o inibisce delle cellule nervose susseguenti;
stimola delle cellule muscolari alla contrazione;
stimola delle cellule ghiandolari alla produzione di determinate sostanze;
varia dai funzionamenti tessutali locali tramite la concentrazione di neurotrasmettitori/ sostanze messaggere
nell’interstizio;
per risparmiare neurotrasmettitori, in parte essi vengono recuperati dalla cellula.
Come ogni cellula, anche quelle nervose dispongono di complessissimi dispositivi di manutenzione e di gestione energetica e
d’informatica interna.
7.0
Funzioni di organelli
Di seguito vengono trattati i temi:
7.1
Endoplasma e membrana cellulare
7.2
Infrastrutture cellulari (microtubuli, microfibre, giunture, sporgenze)
7.3
Organelli cellulari
7.3.1 Ribosomi
7.3.2 Mitocondri
7.3.3 Reticolo endoplasmatico
7.3.4 Apparato del Golgi
7.3.5 Lisosomi e perossisomi
7.3.6 Vacuole e liposomi
7.3.7 Nucleo e nucleolo
7.3.8 Centriole
7.1
Endoplasma e membrana cellulare
La membrana cellulare delimitala cellula verso il suo ambiente (altre cellule, matrice basale interstiziale). Consiste di un doppio
strato lipidico (soprattutto colesterolo), coperto da strati proteici.
Lo strato esterno proteico dispone di una struttura caratteristica per un determinato orga¬nismo, in modo che le cellule
immunitarie riescono di solito a identificare una cellula come “appartenente” o “non appartenente” al proprio organismo. Questa
struttura è “genetica”, solo gemelli “monoovulari” dispongono della stessa struttura.
La membrana è dotata di innumerevoli “saracinesche” che permettono un flusso del materiale in ambedue i sensi in modo
selettivo e variabile. Certe condizioni aprono o chiudono queste saracinesche per determinate sostanze.
Tra la matrice basale dell’ambiente cellulare e il plasma cellulare esistono notevoli differenze di composizione e
diconcentrazione disostanze, che una cellula vivente riesce a mantenere(con parecchioimpegno energetico)grazie alla capacità
selettiva diassorbire e diesportare “sostanze scelte”. Queste differenze “materiali” provocano fra l’altro un potenziale elettrico di
ca. 30 mV (millivolt) tra l’interno e l’esterno della cellula. Il doppio strato lipidico funge da isolazione. Un altro effetto è che la
cellula è sotto pressione “idraulica” (turgor) verso l’esterno.
Il plasma cellulare o endoplasma (liquido interno) nel medesimo tempo è il cantiere e il magazzino delle molteplici sostanze
necessarie per il funzionamento cellulare e delle loro trasformazioni. Riempie completamente lo spazio tra infrastrutture e
organelli ivi contenuti.
7.2
Infrastrutture cellulari (microtubuli, microfibre, giunture, sporgenze)
La cellula al suo interno può disporre di diverse strutture filiformi e tubulari che servono a scopi diversi:
filiformi di struttura mantengono “architettonicamente” la forma cellulare e fissano gli organelli ai loro relativi posti;
filiformi contraibili permettono delle contrazioni cellulari e quindi dei movimenti p.es. in cellule vaganti o singole cellule
contraibili come i “muscoli del pelo”;
filiformi spostabili come nella muscolatura striata permettono movimenti e forze coordinate;
tubolari permettono la conduzione di sostanze in posti lontani (come neurotrasmettitori sintetizzati lungo una cellula
nervosa fino alla sinapsi).
Certe cellule dispongono di sporgenze come “peli” verso il loro esterno, prolungamenti di strutture filiformi interne con diverse
funzioni come p.es. nelle mucose del tratto gastrointe¬stinale e del tratto respiratorio.
In altriposti, certe cellule sono fermamente congiunte con delle cellule vicine come nell’epitelio e ogni tanto dispongono persino
di “porte di comunicazione”
7.3
Organelli cellulari
Gli organelli cellulari sono delle unità operative o gestionali per dei compiti specifici funzionali cellulari:
sintesi di sostanze (ribosomi);
trasformazioni energetiche (mitocondri);
assemblaggio di molecole complesse (reticolo endoplasmatico e apparato del Golgi);
decomposizione di sostanze (lisosomi e perossisomi);
immagazzinamento e trasporto di sostanze in “pacchetti” (liposomi e vacuole);
procedimento di divisione cellulare (centriole);
gestione, organizzazione e coordinazione dei processi (nucleo e nucleolo).
Di seguito vengono trattati i temi:
Ribosomi.
Mitocondri.
Reticolo endoplasmatico.
Apparato del Golgi.
Lisosomi e perossisomi.
Vacuole e liposomi.
Nucleo e nucleolo.
Centriole.
7.3.1 Ribosomi
Ribosomi(manovali)“istruiti” da mRNA (“copie” digeni) congiungono degli aminoacidi in lunghe catene di peptidi e proteine in
sequenze particolari. Il materiale grezzo (aminoacidi) proviene dall’ambiente (endoplasma). La necessaria energia è fornita “da
accumulatori” (ATP<=>ADP+P) provenienti dai mitocondri e che ad essi ritornano.
7.3.2 Mitocondri
I mitocondri sono le “fabbriche” della distribuzione energetica. Caricano delle molecole di ADP (adenosin-di-fosfato) con un
atomo di P, formando così una molecola di ATP (adenosin-tri-fosfato) “carica”.
L’energia per quest’ultima viene ricavata in un complicato processo biochimico che trasforma il glucosio (C6H12O6) oppure i
lipidi e l’ossigeno (O2) in anidride carbonica (CO2) e in acqua (H2O).
I relativi ingredienti di questi processi provengono e vengono scaricati dal e nell’en-doplasma cellulare.
I mitocondri sono degli organelli che si procreano autonomamente e secondo la ne¬cessità energetica della cellula. Per questo
scopo dispongono del relativo repertorio di geni (sempre dalla linea materna). Sono anche in grado di emigrare dalla cellula.
Lo schizzo seguente mostra schematicamente una parte quantitativamenteimportante del flusso di materiali in un mitocondrio.
7.3.2 Reticolo endoplasmatico
Il reticolo endoplasmatico è un labirinto di pieghe tridimensionali nei cui “corridoi” sono preassemblate delle strutture e
molecole a partire da aminoacidi, peptidi, proteine, glicidi, acidi lipidici e tante altre sostanze. Il materiale grezzo proviene dai
ribosomi e dall’endoplasma.
Il materiale preassemblato, elementi strutturali e molecole complesse passa l’en-doplasma per uso endoplasmatico o per
esportazione dalla cellula o per finitura nell’apparato del Golgi.
L’energia necessaria viene fornita dai mitocondri come adenosintrifosfato ATP, l’accu-mulatore scarico viene restituito come
adenosidifosfato ADP e fosforo P.
Il programma di produzione arriva dal nucleo in forma di mRNA (copie di geni).
Il reticolo endoplasmatico si trova vicino e in stretto contatto con il nucleo, poiché un grande programma di produzione richiede
una grande trasferta di mRNA.
Ci sono delle parti “rugose” e delle parti “liscie” di reticolo endoplasmatico: questo vuol solo dire che nelle parti “rugose” si
trovano ribosomi “appiccicati” alla membrana esterna dell’organello.
7.3.3 Apparato del Golgi
L’apparato del Golgi è sia di costruzione che di funzione simile al reticolo endopla¬smatico. Esso compone delle molecole
molto complesse o aggressive che imballa in membrane cellulari (vacuole).
Visto il grande tasso di esportazione cellulare, l’apparato del Golgi si trova vicino alla membrana cellulare.
7.3.5 Lisosomi e perossisomi
I lisosomi e i perossisomi contengono complessi di enzimi e sostanze cataboliche.
Essi servono alla decomposizione di residui, microorganismi intracellulari (peros¬sisomi) o parti strutturali della cellula stessa
(lisosomi) in molecole preferibilmente riutilizzabili dalla cellula o da strutture estracellulari. I lisosomi sono anche coinvolti nella
decomposizione ordinata (apoptosi=>morte naturale cellulare) delle cellula stessa.
Il processo (catabolico) libera energia, prevalentemente in forma di calore.
I lisosomi e perossisomi si organizzano in funzione del loro ambiente endoplasmatico riguardante i compiti attualmente da
svolgere.
7.3.6 Vacuole e liposomi
Le vacuole sono “pacchetti di sostanze”imballate in una membrana cellulare e destinate o all’esportazione o come una “scorta
passeggera” (magazzino intermediario). I liposomi sono delle “vacuole” che contengono scorte di lipidi per il catabolismo
energetico cellulare.
7.3.7 Nucleo e nucleolo
Il nucleo è la centrale gestionale della cellula.
Contiene tuttoilmateriale genetico dell’organismoin forma disequenze digeni, ordinati in 24 paia di cromatidi (o cromosomi)
consistenti di DNA (acido desossiribonucleico). Il materiale genetico significa: i piani e le procedure di costruzione,
manutenzione e funzionamento di un organismo.
In funzione deimessaggerinucleiciprovenientidall’interno o dall’esterno della cellula ein funzione delle condizioni ambientali
endoplasmatiche vengono fatte delle copie di geni e leloro sequenze
comeistruttoriindirizzatiagliorganellinucleodipendenticoncernentil’im-portazione,la fabbricazione el’esportazione disostanze
nonchéiprocessidismaltimento, manutenzione e proliferazione cellulare e i messaggeri intra-e extracellulari.
Essendo “istruttori” RNA e messaggeriuscentidelle sostanze, servono come materiale grezzo agli acidi nucleici e altre sostanze
come un substrato di copia, riparazione di cromatidi e di messaggeri uscenti.
Poiché il trasporto e la copiatura richiedono energia, viene usato il solito meccanismo energetico ATP=>ADP+P.
Lo schizzo seguente mostra schematicamente una parte del flusso di materiale nel nucleo di una cellula.
7.3.8 Centriole
Le centriole sono degliorganelliche svolgono una parte delmeccanismo della procreazione cellulare per divisione (mitosi): la
separazione dei cromosomi divisi in due.
8.0
Processi metabolici, enzimi e coenzimi
Processi metabolici:
catabolici di decomposizione di molecole;
transazionari di modifica di molecole;
anabolici di ricomposizione di molecole.
I più specifici si svolgono nelle cellule, p.es.:
la trasformazione energetica di glucosio e ossigeno in “accumulatori energetici ATP” (in quasi tutte le cellule) o
la transazione di glucosio in acidi grassi e viceversa (in cellule del fegato)
la sintetizzazione di insulina (in cellule del pancreas).
Altri processi metabolici (meno specifici) si svolgono prevalentemente nell’interstizio basale del connettivo lasso come la
maggior parte dei processi immunitari e altre trasformazioni biochimiche generali.
La maggior parte di questi processi viene mediata da complessi di enzimi e coenzimi dove degli enzimi eseguono determinati
passi di un processo biochimico e dei coenzimi organizzano la pre¬parazione del materiale grezzo e la finitura del materiale
prodotto (sintetizzato).
Migliaia di diversi tipi di enzimi e coenzimi (strumenti, attrezzi, utensili) specifici per la mediazione biochimica a loro volta:
vengono prodotti (sintetizzati) in base a dei piani di costruzione conservati nel materiale genetico (cromosomi, geni),
ricopiati, attivati e trasmessi tramite mRNA (molecole di acido ribonucleico messaggero) e
sintetizzati dai ribosomi (organelli nel citoplasma).
Di solito gli enzimi e i coenzimi, gli utensili, il materiale ausiliario per la sintetizzazione e la decom¬posizione del materiale:
strutturale, p.es. fibre, membrane, … e
funzionale p.es. ormoni, succhi digestivi, muco, …
sono delle proteine, composte di determinate catene di aminoacidi con l’inclusione di molecole
metalliche (p.es. Fe, J, Zn, Cu, …) e/o molecole vitaminiche (p.es. A, B, C, D, E, …).
Gli enzimi e i coenzimi (materiale ausiliario, utensili mediatori) prodotti nelle cellule vengono usati negli organelli della cellula,
nel proprio citoplasma e nella matrice basale interstiziale del tessuto connettivo lasso.
9.0
Processi fisici e chimici elementari
I processifisicie chimicielementarieleloro complesseinterazioninella materia vivente sonola base di tutti i bioprocessi complicati
a monte e garantiscono il loro funzionamento. Si tratta di processi elementari meccanici, elettromagnetici e termodinamici che
coinvolgono:
tempo, massa, spazio;
carica, forze;
energia.
Per moltepliciprocessie dinamiche ambientaliditrasporto,informazione, ordine tramite meccanismi
come concentrazione, diffusione, osmosi, movimento, conduzione, legature, temperatura, acidità,
potenziale ossidoriducente, ...
Per dare un’idea, senza dover entrare in dettaglio, ecco un modello di economia materiale ed ener¬getica nella matrice basale
del connettivo lasso. Simili processi formano anche la base biochimica all’interno di cellule.
Note
©2003 by P. Forster e B. Buser Fr. 19.–
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