F.I.N.
Federazione Italiana Nuoto
Settore Istruzione Tecnica
Corso di Istruttore
1° LIVELLO
Lezioni di Biofisiologia
Dr. Augusto Innocenti, PhD
Corso di Istruttore di 1° Livello
Lezioni di Biofisiologia
INTRODUZIONE
L’a
anatomia è lo studio delle forme (morfologia) delle diverse parti di un organismo. Nell'uomo
questo studio si faceva nell'antichità soltanto sul cadavere e dal termine greco anatomé (dissezione)
deriva il nome di questa disciplina.
La fisiologia è quella disciplina che studia le funzioni dei viventi e ne ricerca le cause. Dopo essersi
affermata come scienza sperimentale con Redi e Spallanzani (nel XVII sec.), si suddivide attualmente in diverse branche.
La cellula è l’unità morfologica elementare degli organismi animali e vegetali, tutti gli esseri viventi
hanno il corpo costituito o da una (Protozoi) o più cellule (Metazoi). La grandezza della cellula è in
genere di pochi micron; talora però ha dimensioni tali da poter essere vista a occhio nudo (talune
cellule nervose, il tuorlo dell'uovo).
Le cellule degli organismi pluricellulari hanno un’organizzazione strutturale tipo:
una membrana plasmatica che la limita verso l'esterno;
un citoplasma di consistenza gelatinosa;
un citoscheletro che ha funzioni strutturali e di sostegno;
vari organelli sospesi nel citoplasma (mitocondri, corpuscoli del Golgi, centriolo, reticolo endoplasmatico);
il nucleo, che contiene il DNA ed è limitato dalla membrana nucleare.
Fig 1: La Cellula
- Il nucleo, delimitato dalla membrana nucleare contiene
il DNA e le proteine necessarie alla sua espressione.
- Il citoplasma è una sostanza gelatinosa ricca di proteine
in cui sono sospesi il nucleo e gli organuli.
- L'apparato del Golgi è un sistema di vescicole nel quale le proteine sono elaborate e immagazzinate.
- Il reticolo endoplasmatico è il luogo dove sono assemblate le proteine.
- I mitocondri sono gli organelli dove avviene la respirazione della cellula e dove si produce l'energia necessaria
alla sua vita.
- La membrana plasmatica delimita la cellula e ha funzione protettrice e di regolazione degli scambi con
l’ambiente circostante.
Negli organismi superiori le cellule assumono le forme più svariate a seconda delle funzioni che devono assolvere. Più cellule con caratteristiche simili si uniscono e formano i tessuti. I tessuti sono
un agglomerato di cellule, morfologicamente e fisiologicamente simili, specializzate in una o più
funzioni e aventi la stessa origine embrionale.
Due o più tessuti possono organizzarsi in una struttura (o
organo) che esercita una funzione più specifica. Si riconoscono quattro tipi fondamentali di tessuti: epiteliale, connettivo, muscolare, nervoso.
Organi diversi possiedono una struttura differente. È possibile comunque identificare una comune
organizzazione degli organi:
la parte tissutale che svolge la funzione specifica è in genere composta da unità funzionali ripetute;
l'organo è poi avvolto da una capsula di tessuto connettivo denso, che lo sostiene e lo mantiene in
posizione corretta.
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In anatomia si definisce apparato un insieme di organi che concorrono a una stessa funzione:
apparato circolatorio,
apparato digerente,
apparato respiratorio,
apparato locomotore,
apparato escretore,
apparato riproduttivo.
Se l’apparato risulta costituito prevalentemente da un solo tessuto, si preferisce il termine sistema:
sistema muscolare,
sistema scheletrico,
sistema endocrino,
sistema nervoso.
Cellula
Cellula
TESSUTO
Organo
Cellula
TESSUTO
ORGANO
Apparato
Cellula
Cellula
TESSUTO
Organo
Fig 2: Come abbiamo visto le cellule si associano in organizzazioni funzionali gerarchiche che vanno dalla struttura più semplice (la cellula stessa) sino alla più complessa (gli apparati).
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APPARATO RESPIRATORIO
L’apparato respiratorio è costituito da un insieme di organi che permettono gli scambi gassosi tra
l'ambiente esterno e il sangue, svolgendo, quindi due funzioni fondamentali per l’intero organismo:
- l'assunzione, dall'ambiente esterno, dell'ossigeno necessario ai processi di combustione che avvengono nell'organismo, necessari per assicurare il fabbisogno energetico delle cellule;
- l'eliminazione all'esterno dei prodotti gassosi tossici (soprattutto anidride carbonica) che si formano nei suddetti processi.
ANATOMIA
L'apparato respiratorio è composto dalle vie respiratorie superiori (naso, bocca, faringe),
dalle vie respiratorie inferiori (laringe, trachea, bronchi) e dai polmoni.
Naso. All'interno del naso, subito oltre le narici, si trovano le cavità nasali, divise in due dal
setto nasale. Ciascuna cavità nasale è in comunicazione, tramite la coana, con la parte superiore della faringe. Il naso, oltre ad avere una funzione olfattoria, provvede a riscaldare l'aria inspirata, a inumidirla, e a trattenere il pulviscolo
atmosferico.
Bocca. La bocca fa anche parte delle vie respiratorie. Nella respirazione la bocca agisce come
via accessoria per il passaggio dell’aria. La cavità buccale comunica con le cavità nasali ed entrambe si connettono alla faringe.
Fig 3: Rappresentazione schematica dell’apparato respiratorio umano.
Faringe. La faringe è un canale muscolare membranoso attraverso
il quale passano il cibo, che dalla bocca scende all'esofago, e l'aria,
che dal naso e dalla bocca va alla laringe. La via aerea che la collega
alla laringe può essere chiusa dall’epiglottide (vedi laringe).
Laringe. La laringe è un organo cavo formato da varie strutture
cartilaginee articolate tra loro e associate a muscoli che ne garantiscono la motilità. L’epiglottide funziona come una valvola, che si
abbassa per sbarrare al cibo e alla saliva l'accesso alla laringe durante
la deglutizione, e si alza per consentire il passaggio dell'aria durante
la respirazione. Nella laringe si trovano le corde vocali.
Trachea. La trachea è un canale dalla forma cilindrica, appiattito
nella parte posteriore, situato davanti all'esofago, tra laringe e bronchi. La trachea è formata da una serie di 16-20 anelli cartilaginei
(cartilagini tracheali), tra loro tenuti assieme da legamenti (detti anulari).
Fig 4: Trachea.
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Bronchi. La trachea all'altezza della 4° o 5° vertebra
dorsale si biforca dando origine ai bronchi, che penetrano nei polmoni. Esternamente i bronchi sono avvolti
da una tunica fibrosa, internamente sono tappezzati da
mucosa rivestita da epitelio ricco di ghiandole mucose.
I bronchi si ramificano dando origine all'albero bronchiale le cui diramazioni di diametro minore prendono
il nome di bronchioli.
Polmoni. I polmoni sono una coppia di organi fondamentali dell’apparato respiratorio, nei quali si attuano
gli scambi gassosi tra aria e sangue. Sono contenuti nella gabbia toracica e appoggiati inferiormente al diaframma; hanno forma conica, con apice superiore arrotondato e base concava. I polmoni sono rivestiti da una
membrana sierosa (pleura), costituita da due foglietti:
uno più interno e uno più esterno che riveste la parete
toracica e costituisce il sacco pleurico. I due foglietti
sono separati dal liquido pleurico, che ne facilita lo
scorrimento durante l'atto respiratorio. I polmoni, costituiti principalmente da tessuto connettivo, sono divisibili in grossi lobi (superiore, medio e inferiore), separati
da profonde incisure.
Fig 5: (A) I due polmoni visti anteriormente: il destro è suddiviso in tre
lobi, il sinistro in due; in mezzo si osserva la trachea; (B) la parte terminale della trachea e le ramificazioni
dell’ albero bronchiale.
Alveoli Polmonari. Quando il bronco penetra nel polmone si ramifica dando origine ai
bronchioli e quindi agli alveoli, sede effettiva
dello scambio gassoso che si attua nei polmoni. Gli alveoli sono cavità a forma di sacco le
cui imboccature proseguono nei dotti alveolari. Gli alveoli sono sostanzialmente costituiti
dalla struttura bronchiale che in essi si ramifica e da un ricco sistema vascolare. L'insieme
di un gruppo di alveoli e del relativo dotto alveolare forma l'acino polmonare, unità elementare del polmone.
È stato calcolato che la superficie totale respiratoria (area alveolare) nell'uomo si aggiri intorno ai 90 m2. Nella parete alveolare, scorre
una rete di capillari che origina dalle ultime
diramazioni delle arterie polmonari. Il sangue
portato da un capillare è separato dall'aria alveolare da una barriera sottilissima che permette lo scambio fra aria (ossigeno O2 e anidride carbonica CO2) e sangue.
Fig 6: (A) Visione interna di un polmone con
le arterie e le vene polmonari. (B) Acino
polmonare con gli alveoli, i bronchioli ed i
capillari.
A
B
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FISIOLOGIA
La respirazione è una funzione fondamentale della vita che, mediante assunzione di ossigeno dall'ambiente esterno, consente la liberazione, dalle sostanze nutritizie, dell'energia necessaria ai processi vitali.
Le fasi fondamentali del processo respiratorio che si attua a livello polmonare sono quattro:
•scambio di aria tra atmosfera e alveoli;
•scambio di ossigeno e anidride carbonica tra aria alveolare e capillari polmonari;
•trasporto di ossigeno e anidride carbonica a opera del sangue;
•scambio di ossigeno e anidride carbonica tra sangue e tessuti corporei.
La prima fase comprende l'ingresso e l'uscita dell'aria dai polmoni, prende il nome complessivo di
ventilazione ed è divisa negli atti respiratori di inspirazione e di espirazione: nella prima si introduce aria nei polmoni, nella seconda la si espelle.
La seconda fase si attua attraverso la diffusione passiva tra la membrana alveolare e quella capillare
e, in ultima istanza, quella cellulare.
La terza e la quarta fase comportano la cessione dell'ossigeno ai tessuti mediante l'emoglobina e la
cessione del anidride carbonica dai tessuti al sangue: da qui, per diffusione tra capillari polmonari e
alveoli, l’anidride carbonica ritorna nell'apparato respiratorio e viene espirata.
Dal punto di vista meccanico la respirazione polmonare può
essere paragonata al funzionamento di una pompa ad aria; i
due movimenti respiratori che assicurano l'assunzione di aria
dall'ambiente esterno e l'eliminazione dell'anidride carbonica
sono il movimento inspiratorio e quello espiratorio. Inspirazione ed espirazione sono dovute a movimenti della gabbia
toracica e del diaframma, mentre il punto di appoggio è rappresentato dalla colonna vertebrale. Un aumento di capacità
della gabbia toracica porta come conseguenza immediata
l'aumento di capacità del polmone, che segue passivamente i
movimenti toracici. Ciò è quanto si verifica nell'inspirazione,
mentre nell'espirazione si assiste al fenomeno opposto.
Durante l'inspirazione si ha il sollevamento delle costole e
una loro lieve rotazione verso l'esterno; si ha così un aumento
del diametro antero-posteriore della gabbia toracica. I movimenti del diaframma si ripercuotono invece sull'asse longitudinale. L'inspirazione è un processo attivo, nel quale entrano
in gioco, oltre al diaframma, i muscoli intercostali esterni e i Fig 7: Meccanica della respirazione: notare la dilataziosollevatori delle costole.
Di norma l'espirazione è invece un processo passivo, tuttavia ne/contrazione della gabbia toracica nelle fasi di inspirazionell'espirazione forzata è necessario l'intervento dei muscoli.
L'attività dei muscoli respiratori adegua la ventilazione ai bi- ne/espirazione
sogni dell'organismo, cosicché la quantità di anidride carbonica eliminata è pari a quella prodotta dai tessuti e, nello stesso tempo, la quantità di ossigeno introdotta è pari a quella consumata. Il controllo nervoso della respirazione è organizzato come un arco
riflesso, nel quale si distinguono vie afferenti che portano le informazioni ai centri nervosi del respiro e vie efferenti, che ordinano ai muscoli respiratori i movimenti adeguati. All'attività coordinata di
questi centri nervosi si devono la ritmicità e l'adeguata frequenza della respirazione.
Esistono poi diversi fattori che modificano l'attività dell'apparato respiratorio, tra cui primariamente
la concentrazione di ossigeno e di anidride carbonica nel sangue; la temperatura, gli stati emotivi,
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l'attività dei recettori articolari e muscolari nel corso di esercizio fisico tendono a intensificare gli atti respiratori.
La Respirazione. L'apparato respiratorio, cioè il complesso degli organi destinati alla funzione
respiratoria, è costituito nell'uomo dalle vie aeree (cavità nasali, laringe, trachea e bronchi) e dai
polmoni. La funzione respiratoria consiste nell'assunzione di ossigeno e nell'eliminazione di anidride carbonica e comporta due fasi, che si svolgono grazie alla funzione di pompa esercitata dalla
gabbia toracica: l'inspirazione e l'espirazione. Durante l'inspirazione, l'aria esterna attraversa le vie
aeree superiori e i bronchi, giungendo fino ai polmoni dove si trovano gli alveoli polmonari. Qui la
pressione dell'ossigeno è alta, mentre quella dell'anidride carbonica è bassa. Ciò consente all'ossigeno di passare nel sangue arterioso che lo condurrà al cuore e quindi andrà in circolo e giungerà ai
tessuti. Nei tessuti la pressione dell'ossigeno è bassa, mentre quella dell'anidride è alta, per cui l'ossigeno viene ceduto dal sangue ai tessuti che a loro volta cedono l'anidride carbonica. Questa, attraverso il sangue venoso, passa per il cuore e va ai polmoni. A questo punto inizia la fase di espirazione: l'anidride carbonica, ripercorrendo la strada iniziale (alveoli, bronchi, vie aeree superiori),
viene espulsa, completando così il ciclo.
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APPARATO CARDIOCIRCOLATORIO
Il corpo umano, come tutti gli organismi di maggiori dimensioni, ha bisogno di un sistema di trasporto per le sostanze nutrienti e i gas respiratori ad ogni cellula del corpo ed agli organi che svolgono funzioni vitali.
ANATOMIA
L’apparato circolatorio è costituito da un insieme di organi che permettono la circolazione del sangue in tutto il corpo:
il sangue, che trasporta le sostanze in tutto il corpo.
il cuore, che pompa il sangue in tutto il corpo;
i vasi sanguigni (arterie, vene e capillari) dentro i quali scorre il sangue.
Cuore. Grande poco più di una mano serrata
a pugno il cuore è formato in massima parte
da un particolare tessuto muscolare, il miocardio che associa le caratteristiche dei muscoli
striati e di quelli lisci, infatti è in grado di contrarsi ritmicamente e in continuazione, indipendentemente dalla nostra volontà.
Il cuore è situato al centro del torace, tra i
polmoni, alloggiato in una cavità del polmone
sinistro detta "letto del cuore“ ed agisce come
una pompa che mantiene il sangue in costante
movimento.
All’interno si possono notare quattro cavità
comunicanti due a due, ovvero due sezioni divise da un setto continuo longitudinale.
In ogni sezione si distinguono un atrio e un
ventricolo comunicanti attraverso un orifizio
fornito di una valvola che regola l'afflusso di
sangue, impedendogli di tornare indietro. Nella sezione destra, la valvola è costituita da tre
membrane filamentose e per questo è detta
valvola tricuspide, mentre nella sezione di sinistra, dove si contano solo due membrane, è
detta valvola bicuspide o mitrale.
Fig 8: Spaccato del cuore: notare i due atri ed i
due ventricoli ed il setto longitudinale che divide
il cuore in due sezioni (destra e sinistra). Tra gli
atri ed i ventricoli di una stessa sezione sono posizionate le valvole
Arterie. Le arterie sono canali membranosi che trasportano il sangue dal cuore alla periferia. Hanno una parete formata da tre tuniche concentriche: esterna o avventizia, media o muscolare e interna
o intima.
La presenza di fibre elastiche e muscolari ne determina una buona contrattilità che è regolata dai
nervi vasomotori del sistema nervoso simpatico.
Vene. Le vene sono i vasi sanguigni che trasportano il sangue dalla periferia al cuore, seguendo
spesso il decorso delle arterie (vene satelliti, di solito due per ogni arteria) e presentando frequenti
punti di riunione (anastomosi). Hanno pareti più sottili delle arterie e solo in quelle maggiori si distinguono le tre tuniche, mentre nelle vene di minor calibro la parete è costituita da un solo strato.
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Le vene presentano sulla superficie interna delle valvole che impediscono il riflusso del sangue in
senso centrifugo e ne aiutano lo scorrimento.
Capillari. I vasi capillari sono sottilissimi vasi sanguigni con la parete formata da un solo strato di
cellule endoteliali attraverso il quale avvengono gli scambi tra il sangue e le cellule dei tessuti del
corpo: il sangue cede ossigeno e sostanze nutritive e si carica di anidride carbonica e cataboliti. I capillari formano una fitta rete nell'intima struttura di ogni tessuto e costituiscono il passaggio tra il
ramo terminale di un‘arteria e quello iniziale di una vena.
Sangue. Dal punto di vista istologico il sangue è un tessuto allo stato fluido, costituito da una frazione liquida (plasma) e da una frazione corpuscolata, la quale comprende diverse serie di cellule
distinguibili, in base ai caratteri morfologici specifici, in eritrociti (o globuli rossi), piastrine e
leucociti (o globuli bianchi). Nell'individuo adulto la massa sanguigna totale è di circa 5 l e corrisponde, in misura approssimativa, a 1/12 del peso corporeo. Il rapporto tra la componente corpuscolata e quella plasmatica è detto ematocrito.
Le cellule del sangue sono i globuli rossi e i globuli bianchi, che deriverebbero tutti da un'unica
cellula progenitrice indifferenziata. I globuli bianchi sono molto labili per cui vengono continuamente rinnovati dall'attività del midollo osseo. Nell'uomo adulto si contano da 6500 a 7000 globuli
bianchi per 1 mm3 di sangue. I globuli rossi sono elementi a vita breve (tra 2 e 4 mesi) la cui distruzione avviene a opera della milza. Nell'uomo adulto si contano circa 5 milioni di globuli rossi
per 1 mm3 di sangue.
FISIOLOGIA
Sangue. La funzione fisiologica fondamentale del sangue è di assicurare le connessioni metaboliche tra i vari organi e tessuti dell'organismo, conferendo a quest'ultimo un aspetto unitario sotto il
profilo biochimico. Più precisamente, il sangue svolge una funzione di trasporto delle sostanze nutritizie e dei metaboliti, comprendendo tra questi anche i gas respiratori (ossigeno e anidride carbonica). Attraverso il sangue vengono inoltre veicolati gli ormoni, le vitamine, gli enzimi e alcune frazioni proteiche aventi, nel medesimo tempo, attività regolatrice e di difesa. La funzione fondamentale dei globuli bianchi è di difesa ed essi svolgono quindi un ruolo importantissimo nei processi dell'immunità cellulo-mediata. La funzione fondamentale dei globuli rossi consiste nel trasporto di ossigeno mediante una proteina in essi contenuta, l'emoglobina.
L'eemoglobina è una cromo-proteina, costituita da due paia di catene proteiche (globine) uguali fra
loro a due a due; a ciascuna di queste catene è attaccato un gruppo chimico contenente ferro, denominato eme, che ha la capacità di legare l’ossigeno. Una molecola di emoglobina può quindi legare
4 atomi di ossigeno (uno per ogni eme). L'emoglobina svolge nell'organismo funzioni vitali, la più
importante delle quali consiste nel trasporto dell'ossigeno dai polmoni ai tessuti periferici. Il processo di produzione e di differenziazione dei globuli rossi (eritrociti) prende il nome di eritropoiesi.
Esso ha luogo nel midollo osseo delle ossa lunghe, nella milza e nel timo. L’eritropoiesi è stimolata
da un fattore di crescita denominato eritropoietina. L’eeritropoietina è stata recentemente sintetizzata e si può trovare come farmaco, con la denominazione di epoetina, meglio nota come EPO.
L’utilizzo di EPO nel soggetto non patologico provoca un aumento della concentrazione di globuli
rossi che permettono sì una maggior ossigenazione del sangue e quindi dei tessuti, ma aumentando
la viscosità del sangue provocano gravi danni sia ai vasi (ostruzioni e/o rotture) che al cuore (affaticamento - ipertrofia ventricolare - scompenso cardiaco - infarto)
L’a
anemia è la diminuzione della massa dei globuli rossi al di sotto dei valori medi considerati normali per quella determinata età e sesso. Il ferro è un fattore limitante per lo sviluppo
dell’eritropoiesi, quindi senza ferro non si ha produzione di globuli rossi. La carenza di ferro può
provocare quindi anemia. L’anemia si riscontra assai frequentemente nelle giovani donne, special9
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mente durante il menarca. I sintomi principali dell’anemia sono: stanchezza, spossatezza e nei casi
più gravi pallore. Nei soggetti che svolgono intensa attività fisica l’anemia deve essere trattata
(spesso basta somministrare ferro esogeno).
Ciclo Cardiaco. Il meccanismo che
mantiene attiva la circolazione del sangue
è un alternarsi ritmico del ciclo cardiaco,
ciclo che nell’uomo ha una frequenza a riposo di circa 68-72 volte al minuto. Negli
sportivi praticanti questa frequenza si riduce anche notevolmente. Il ciclo cardiaco
contempla una sequenza di eventi che avviene nell’arco di un battito cardiaco, battito che mediamente ha la durata di 0,8 secondi. Nella contrazione del cuore si distinguono due fasi:
Diastole in cui il sangue giunge nell'atrio
destro attraverso le vene cave e in quello
sinistro attraverso le vene polmonari e
viene spinto nei ventricoli attraverso le
valvole.
Sistole in cui invece il sangue viene pompato dal ventricolo sinistro nell'aorta e dal
ventricolo destro nell'arteria polmonare.
Queste due fasi si susseguono in continuazione determinando la pressione del sangue.
Fig 9: Ciclo cardiaco con l’alternarsi di sistole e diastole
Circolazione del Sangue. Il cuore e i vasi sanguigni formano un complesso sistema di spinta e trasporto del sangue a tutti
gli organi e tessuti del corpo, in un ciclo continuo di andata e ritorno. L’apparato cardiocircolatorio è un vero e proprio sistema
idraulico costituito da una pompa (cuore) che agisce contraendosi ritmicamente e da tubi (arterie e vene) che si diramano a tutto
il corpo diventando man mano sempre più sottili (capillari).
Nell’uomo la circolazione è doppia e completa.
La circolazione è doppia in quanto è suddivisa in: Piccola circolazione (o polmonare): collega il cuore ai polmoni ed ha lo scopo di “ripulire” il sangue dall’anidride carbonica e rifornirlo di
ossigeno e metterlo a disposizione della grande circolazione.
Grande circolazione (o sistemica): collega il cuore a tutti i tessuti del corpo dove trasporta il sangue carico di ossigeno (sangue
arterioso) e ritorna al cuore col sangue carico di anidride carbonica (sangue venoso) che poi viene reimmesso nella piccola circolazione per ricominciare un nuovo ciclo.
La circolazione è anche detta completa in quanto il sangue arterioso (trasportato dalle arterie) e il sangue venoso (trasportato dalle
vene) non si mescolano mai ma si caratterizzano per una continuità
di flusso che da arterioso diventa venoso dopo il passaggio nei capillari periferici che irrorano i tessuti e da dove riprende il percorso
verso il cuore.
Fig 10: La circolazione del sangue
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Il Ciclo Cardiaco. Il cuore è un muscolo, costituito da due atri e due ventricoli, che ha la funzione di pompare il sangue ossigenato ai tessuti del corpo. Tramite le due vene cave, la superiore e
l'inferiore, il sangue venoso, carico di rifiuti e di anidride carbonica, arriva all'atrio destro, fluisce attraverso la valvola tricuspide nel ventricolo sottostante e viene pompato nell'arteria che lo porterà ai
polmoni, a ricaricarsi di ossigeno. Il sangue arterioso, ricco di ossigeno, ritorna al cuore dalle vene
polmonari; giunge nell'atrio sinistro, passa - attraverso la valvola mitrale - nel rispettivo ventricolo e
confluisce quindi nell'aorta, l'arteria che tramite una fitta rete di vasi e capillari lo porterà in tutto il
corpo.
La Circolazione del Sangue. Nell'uomo la circolazione del sangue avviene grazie a un sistema
a circuito chiuso composto da un organo propulsore centrale, il cuore, e da vasi che distribuiscono il
sangue a tutto il corpo e lo riconducono al cuore (arterie, vene e capillari).
Il cuore, dunque, è l’organo principale del sistema cardiocircolatorio. Dal cuore partono le arterie
(arterie polmonari e aorta) che portano il sangue alle zone periferiche del corpo e giungono le vene
(vene polmonari e vene cave) che dalla periferia riportano il sangue al cuore. Dalle arterie polmonari e dall’aorta prendono il via la piccola e la grande circolazione
La piccola circolazione inizia dal ventricolo destro e si conclude nell'atrio sinistro. In essa il sangue
venoso giunge attraverso la vena cava superiore e quella inferiore all’atrio destro che lo spinge nel
ventricolo destro. Qui il sangue viene immesso nelle arterie polmonari che lo conducono ai polmoni.
Giunte ai polmoni le arterie si dividono in tre rami che, a loro volta, si suddividono in numerosi rami sempre più piccoli fino a diventare capillari che scorrono nelle pareti degli alveoli polmonari dove avviene lo scambio di gas: i globuli rossi cedono anidride carbonica e assumono ossigeno, diventando così da sangue venoso sangue arterioso che, attraverso le vene polmonari, tornerà al cuore.
Dall’atrio sinistro il sangue passa al ventricolo sinistro da dove parte l’aorta, il più grosso tronco arterioso del corpo umano. Da qui prende il via la grande circolazione. L’aorta, infatti, attraverso innumerevoli ramificazioni che raggiungono tutti gli organi e i tessuti, trasporta il sangue alla periferia. Raggiunti i capillari, il sangue cede ossigeno e prende anidride carbonica, trasformandosi così
da arterioso a venoso. Poi, attraverso il sistema venoso esso raggiunge le due vene cave (superiore e
inferiore) che lo conducono all’atrio destro, da cui parte la circolazione polmonare.
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APPARATO LOCOMOTORE
È l'apparato più voluminoso del corpo umano, di cui rappresenta l'80% circa del peso. Si compone
di ossa, articolazioni (o giunti articolari) e muscoli e quindi comprende il sistema scheletrico ed il
sistema muscolare. Le ossa formano lo scheletro che svolge attività di sostegno del corpo, costituendone l'impalcatura generale. Le articolazioni uniscono le ossa tra loro e conferiscono una certa
libertà di movimento reciproco alle ossa che collegano. I muscoli, organi dinamici, sfruttano queste
possibilità di movimento. Infatti essi si inseriscono opportunamente in diversi punti delle ossa e
contraendosi, cioè accorciandosi, esercitano trazioni sulle leve ossee, ottenendo come risultato funzionale il movimento dei diversi segmenti corporei, dell'intero organismo, ed il mantenimento di posizioni statiche.
SISTEMA SCHELETRICO
L'o
osso è un tessuto duro costituito da cellule immerse in una abbondante sostanze intercellulare
molto consistente in quanto calcificata. Tuttavia le cellule consumano ossigeno si nutrono e riescono
a fare in modo che le scorie vengono allontanate e smaltite dall'organismo. L'osso, infatti, è ricco di capillari sanguigni e la sostanza calcificata è percorsa da minuscoli canali che si estendono da una cellula ossea all'altra e da esse alla superficie dell'osso.
Morfologicamente le ossa si distinguono in:
-ossa lunghe: quando la lunghezza prevale sulle altre dimensioni.
Nelle ossa lunghe viene convenzionalmente definita diafisi o corpo
la parte principale ed epifisi le due parti estreme (es. Femore, Omero, Tibia etc.).
-ossa piatte o larghe: quando la larghezza e la lunghezza prevalgoA
no sullo spessore (es. Scapola).
-ossa brevi: quando le tre dimensioni sono pressoché uguali (es.
Vertebre).
L'osso è una struttura dinamica in continua trasformazione, infatti è
provvisto di nervi e vasi arteriosi, venosi e linfatici. Internamente le
ossa sono cosi strutturate:
Tessuto osseo compatto: risultante dalla sovrapposizione di numerose lamelle ossee.
Tessuto osseo spugnoso: costituito da tante piccole cavità, delimitate dall'intreccio di lamelle ossee.
B
Midollo: tessuto interno spugnoso con attività emopoietica.
Periostio: tessuto connettivale che le ricopre all'esterno
Nel loro insieme le ossa hanno differenti funzioni:
-Fungono da deposito di sali minerali, in particolare di sali di calcio,
ione che riveste un ruolo importante nelle attività cellulari, nei pro- Fig 11: Morfologia (A) e
Struttura (B) ossea
cessi della contrazione muscolare e della coagulazione del sangue.
-Svolgono attività emopoietica nel midollo delle ossa lunghe;
-Svolgono attività di sostegno e concorrono nel movimento agendo come leve e fulcri.
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Fig.12: Visione frontale e posteriore dello scheletro umano
con elenco delle principali ossa
dello scheletro.
Nello scheletro si possono distinguere tre gruppi di ossa corrispondenti a tre distretti corporei: testa, tronco, arti.
La testa comprende le ossa della scatola cranica, che racchiudono da ogni lato l'encefalo, l'osso mandibolare, e nella
parte anteriore le ossa della
faccia.
Il tronco è formato da:
Colonna vertebrale: insieme
delle vertebre incolonnate lungo la linea mediana posteriore
tra il capo ed il bacino. Ossa
del cinto toracico: collegamento tra l’arto superiore ed il tronco. È formato da clavicola e
scapola. Gabbia toracica: costituita dalle vertebre dorsali,
dalle costole e dallo sterno. Bacino: complesso osseo, formato
dalle due ossa iliache e
dall’osso sacro.
Gli arti superiori sono costituiti da: Omero, Radio, Ulna.
Gli arti inferiori sono costituiti da: Femore, Rotula, Tibia, Perone.
Articolazioni. Le articolazioni concorrono con le ossa a formare l'apparato dello scheletro, in cui
assolvono a due funzioni: connettere le ossa tra loro e consentire
il movimento reciproco delle ossa contigue.
Tenuto conto del fatto che ogni elemento osseo ha più punti articolari, le articolazioni sono più numerose dei segmenti ossei. I tipi di articolazione presenti nel corpo umano sono circa una trentina. A seconda delle parti scheletriche coinvolte, le articolazioni
devono far fronte a esigenze contrastanti: statiche e dinamiche.
Ciò avviene mediante due categorie fondamentali di articolazioni,
le sinartrosi e le diartrosi. Un tipo particolare di articolazione è
poi quello delle anfiartrosi intervertebrali.
-Diartrosi: articolazioni mobili, possono avere diversa forma (a
sella, enartrosi, condilo-artrosi etc) ed effettuare diversi movimenti. Le articolazioni degli arti, della spalla, del collo etc.
-Anfiartrosi: articolazioni semimobili, sono generalmente costituite da superfici ossee pianeggianti o quasi, con l'interposizione
di un disco cartilagineo (es.: tra le vertebre). Consentono piccoli
movimenti in tutti i sensi.
Fig 13: Le varie forme delle
Diartrosi e un’Anfiartrosi.
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-Sinartrosi: immobili, non hanno una vera e propria meccanica articolare. A seconda se tra le due
ossa è interposto tessuto cartilagineo oppure tessuto connettivale semplice si dividono in sicondrosi
e in suture (es.: tra le ossa del cranio).
Le diartrosi sono le articolazioni più mobili e per questo hanno la necessità di una struttura complessa che permetta il movimento tra i vari segmenti ossei che connettono. Tale struttura si può ricondurre ad un modello comune così articolato:
la capsula articolare è un manicotto di tessuto connettivo denso, che riveste completamente l'articolazione.
i legamenti sono cordoni fibrosi che uniscono un capo osseo
con l'altro.
i tendini dei muscoli sono cordoni connettivali che si inseriscono in stretta vicinanza della rima articolare di un osso.
le cartilagini articolari rivestono le superfici articolari. La
cartilagine articolare è soffice, compressibile, estensibile e deformabile.
la membrana sinoviale secerne un liquido vischioso che ha
lo scopo di facilitare lo scorrimento tra le due superfici a con- Fig 14 Schema strutturale di una
Diartrosi
tatto.
Fig 15: Le principali articolazioni
del corpo umano.
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SISTEMA MUSCOLARE
I muscoli sono organi dinamici caratterizzati dalla capacità di contrazione conferita dalla presenza
di proteine specializzate, l'actina e la miosina, stabilmente aggregate. Le cellule muscolari hanno
forma allungata, fusiforme e vengono dette fibre. Si distinguono tre tipi di muscolatura:
-Muscolo striato cardiaco: il miocardio (cuore)
-Muscoli lisci: sono dei muscoli involontari che assicurano la motilità viscerale (stomaco, intestino,
diaframma etc.)
-Muscoli striati scheletrici: sono i muscoli che fanno parte dell’apparato locomotore, responsabili
dei movimenti volontari assicurano il movimento, la locomozione e la postura.
I muscoli scheletrici sono composti da fibre muscolari striate, si inseriscono sulle ossa o sulla cute
e si contraggono bruscamente sotto l'azione della
volontà; sono particolarmente vascolarizzati e appaiono così d'un rosso vivo. Il muscolo volontario
striato è formato da una porzione contrattile (ventre
o carne muscolare), di color rosso, più molle se rilassata, più dura se contratta, e da una porzione inelastica e inestensibile, di colore bianco-giallastro
(tendine). La carne muscolare risulta formata da
tanti fasci muscolari avvolti in un involucro di tessuto connettivo lasso (epimisio). Ogni fascio è a sua
volta composto da più fibre avvolte in un altro involucro di tessuto connettivo lasso (perimisio). Ogni
fibra contiene circa 1000 miofibrille che (come vedremo) sono l’unità contrattile del muscolo. Il muscolo è inoltre ricco di vasi sanguigni e linfatici, e
di terminazioni nervose; quest’ultime possono esse- Fig 16: Struttura del muscolo scheletrico.
re motrici, sensitive oppure vegetative.
I tendini sono strutture connettivali fibrose, per mezzo della quale l'estremità di un muscolo si inserisce su di un osso, sul derma o su altro punto d'inserzione. Il tendine, resistente e inelastico, è avvolto da una guaina connettivale e appare come una fascia o un cordone, costituito da fibrille connettivali ondulate, disposte parallelamente, tra loro tenute insieme in fasci da sostanza cementante e
avvolte da un'altra guaina. Nella compagine del tendine sono contenute terminazioni nervose e recettori in grado di percepire la tensione del tendine stesso (corpuscoli propriocettori).
Fig 17: In relazione alla disposizione delle
fibre e alla modalità di inserzione dei tendini, i muscoli del corpo presentano delle
diverse conformazioni.
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Per tenersi costantemente informato sull'entità delle tensioni muscolari, sulla posizione dei segmenti
del corpo rispetto agli altri e sulla direzione e posizione del corpo rispetto all'ambiente esterno, l'apparato locomotore possiede dei propriocettori generali che trasmettono gli stimoli al cervello permettendo la reazione dei meccanismi riflessi che regolano, oltre al movimento, anche la postura ed
il tono muscolare.
Fig 18: I principali muscoli del corpo e loro funzioni:
CAPO
Sterno-cleido-mastoideo
Flessione in avanti e laterale, rotazione
Trapezio
Flessione in dietro e laterale, rotazione
TRONCO
Addominali Retti e Obliqui
Flessione in avanti
Gran Dorsale/Lunghissimo del Dorso
Estensione del dorso
SPALLA
Trapezio / Sterno-cleido-mastoideo
Sollevano la spalla
Gran Pettorale
Porta la spalla avanti
Trapezio/Romboide
Portano la spalla indietro
BRACCIO e AVAMBRACCIO
Gran Pettorale/Deltoide
Adduzione ed abduzione
Bicipite
Flessione del braccio sull’avambraccio
Tricipite
Estensione del braccio sull’avambraccio
Supinatore
Rotazione dell’avambraccio
GAMBA e COSCIA
Quadricipite
Estensione della gamba sulla coscia
Gluteo (Grande, medio, piccolo)
Abduzione, rotazione, estensione
Bicipite femorale
Flessione della gamba sulla coscia
Sartorio
Rotazione della gamba
Soleo
Estensione del piede
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Ultrastruttura del Muscolo Scheletrico. La fibra contiene numerose miofibrille la cui lunghezza varia da 10 a 100
micron (1 micron =
1/1000 di mm.). Il diametro di una miofibrilla è di
circa 1 micron. Al microscopio la miofibrilla mostra come componente
contrattile elementare il
sarcomero, costituito a
sua volta dalle proteine
miosina, actina, tropomiosina e troponina. I
sarcomeri sono disposti
uno di seguito all’altro
conferendo alle miofibrille e quindi alla fibra la
classica striatura. La
sommatoria dell'azione
dei diversi sarcomeri determina la contrazione di
tutto il muscolo, quindi
l'avvicinamento dei capi
estremi di inserzione e lo
spostamento dei segmenti
del corpo sui quali sono
inseriti i tendini.
Fig 19: Ultrastruttura del Muscolo Scheletrico. Filamento A indica il
filamento di miosina, filamento I indica il filamento di Actina
La Contrazione Muscolare. La stimolazione di un muscolo parte dalla corteccia cerebrale e
raggiunge fibre muscolari a livello della placca neuromotrice, punto di collegamento tra il sistema muscolare ed il sistema nervoso. Lo stimolo nervoso,
giunto a livello della placca motrice, provoca la liberazione di ioni calcio (Ca++) che provocano lo
scorrimento dei filamenti di actina e miosina e, in
presenza di energia, determina l'accorciamento dei
singoli sarcomeri e, di conseguenza, di tutta la fibra.
Quindi, affinché si verifichi la contrazione muscolare occorre lo stimolo nervoso e la presenza di energia. Il muscolo, infatti, può essere considerato un
motore che trasforma energia chimica in meccanica.
L’energia necessaria al muscolo per la contrazione
è fornita dall'ATP, una macromolecola che il mu- Fig 20: Contrazione del sarcomero.
scolo può "bruciare", ricavando quell'energia in parte utilizzata per la contrazione, in parte dissipata sotto forma di calore. Il muscolo ha, quindi, continuamente bisogno di ATP, che può ricavare dai cicli metabolici.
A seconda di come il muscolo nel suo complesso si modifica in risposta alla contrazione dei sarcomeri si possono avere dal punto di vista macroscopico tre tipi di contrazione.
La contrazione concentrica, isotonica è il tipo di contrazione più noto: il muscolo si contrae e si
accorcia. Tale accorciamento può aver luogo per tutto il periodo del movimento, come in caso di
movimento lento, oppure il muscolo può contrarsi rapidamente all'inizio del movimento mentre l'ulteriore fase si svolge per forza d'inerzia. La contrazione isometrica, statica: il muscolo è attivo, ma
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non muta di lunghezza. In tal caso non si ha alcun movimento,
ma vediamo, dall'indurimento del ventre muscolare, che il muscolo è in azione. La contrazione eccentrica, frenante: il muscolo rallenta un determinato movimento che ha luogo in senso
inverso di quello che normalmente attua il muscolo suddetto.
La velocità e la forza con le quali può esprimersi la contrazione di un muscolo dipendono molto dalla direzione delle fibre
rispetto all'asse longitudinale ai punti estremi di inserzione. Fibre parallele all'asse longitudinale dei tendini permettono un
movimento rapido e di grande ampiezza. Fibre oblique rispetto
all'asse longitudinale dei tendini producono una notevole forza
di contrazione ma un movimento poco veloce e di modesta
ampiezza. La grande quantità di forza è possibile perché la sezione trasversa è maggiore rispetto alla sezione longitudinale.
La forza di contrazione dipende anche dalla posizione di partenza del muscolo rispetto alla lunghezza di riposo. Una posizione di partenza del segmento corporeo che vede il muscolo
accorciato, quindi con i capi estremi di inserzione ravvicinati, Fig 21: Capacità di contrazione
esprime meno forza. Al contrario, un muscolo che parte dalla del muscolo in funzione
dell’orientamento delle fibre.
posizione di riposo e oltre esprime più forza.
I vari muscoli hanno differenti orientamenti delle loro fibre
perché sono essere deputati a svolgere ruoli differenti nella meccanica del movimento. Perciò i muscoli possono essere classificati in base alla funzione che svolgono in un dato movimento.
Agonista Il muscolo più importante che esegue il movimento.
Antagonista Il muscolo che può eseguire il movimento opposto al muscolo agonista. Quando esegue il movimento diventa agonista. Il muscolo antagonista agisce anche come modulatore ovvero,
mantenendo un certo tono, assicura la giusta direzione del movimento.
Sinergico Non è il muscolo effettore principale del movimento ma vi partecipa insieme all'agonista.
Fissatore Con una contrazione statica o isometrica, fissa saldamente i segmenti sui quali un altro
segmento si muove.
Neutralizzatore e Guidatore La sua contrazione neutralizza l'azione di altri muscoli agonisti, il cui
intervento completo muoverebbe più segmenti corporei contemporaneamente.
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SISTEMA NERVOSO
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Il sistema nervoso è un complesso di organi specializzati capaci di raccogliere e riconoscere stimoli
provenienti dall'esterno e dall'interno dell'organismo, elaborando risposte effettrici coordinate di tipo volontario e involontario (queste ultime dette anche attività riflesse); la specificità di questo sistema trova, nell'uomo, il suo pieno compimento nelle manifestazioni della sfera psichica (personalità psicologica e caratteristiche individuali). Il Sistema Nervoso viene suddiviso in tre parti principali: Sistema Nervoso Centrale (SNC), Sistema Nervoso Periferico (SNP), Sistema Nervoso Autonomo (SNA) o Vegetativo.
Fig 22: Rappresentazione schematica del Sistema
Nervoso.
Neuroni. Le cellule del sistema nervoso sono chiamate neuroni e sono specializzate per trasportare "messaggi" tramite un processo elettrochimico. Il cervello umano ha circa 100 miliardi di neuro20
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ni. I neuroni hanno diverse forme e dimensioni. I neuroni più piccoli sono grandi solo 4 micron,
mentre quelli più grandi posso arrivare a 100 micron (1 micron corrisponde a un millesimo di millimetro).I neuroni differiscono, però, dalle altre cellule dell'organismo in quanto:
-I neuroni hanno estensioni specializzate che si chiamano dendriti e assoni. I dendriti portano informazioni al corpo cellulare, mentre gli assoni le portano via dal corpo cellulare.
-I neuroni comunicano fra loro tramite a processi elettrochimici.
-I neuroni sono dotati di alcune strutture specializzate (come le sinapsi) e contengono speciali sostanze chimiche (come i neurotrasmettitori).
In sostanza i neuroni sono costituiti da un corpo
cellulare detto soma dove risiedono il nucleo e
gli organelli e da prolungamenti che sono i dendridi e gli assoni. Il soma ed i dendridi formano,
assieme ad una sostanza di sostegno detta Glia,
gli organi del SNC (cervello, cervelletto, midollo spinale etc.), mentre gli assoni formano i nervi. Gli assoni sono rivestiti da una sostanza det- Fig 23: Neurone. Notare i dendridi e l’assone.
ta mielina che ha la funzione di aumentare la
velocità di trasmissione e la distanza a cui possano giungere gli impulsi nervosi.
SISTEMA NERVOSO CENTRALE.
E’ la parte del sistema nervoso che comprende la maggior parte dei neuroni. Il sistema nervoso centrale è costituito dall’encefalo, dal midollo spinale e dagli organi di senso.
Encefalo. Porzione anteriore del sistema nervoso centrale contenuta nella scatola cranica che si
continua poi nel midollo osseo. L'encefalo è composto dal cervello dal cervelletto e dal tronco cerebrale o encefalico che è unito al cervello mediante i peduncoli cerebrali e al cervelletto mediante i peduncoli cerebellari.
L'encefalo è composto da sostanza grigia (corpi cellulari) e da
sostanza bianca (fibre nervose); racchiude un sistema di cavità
comunicanti fra loro: ventricoli laterali e terzo ventricolo nel
cervello, acquedotto di Silvio, quarto ventricolo e inizio del canale dell'ependima nel tronco cerebrale. In queste cavità è contenuto il liquido cefalorachidiano che mediante il foro di Magendie penetra negli spazi pericerebrali situati tra l'encefalo e le
meningi.
Il cervello è il centro di regolazione delle funzioni dell'organismo e la sede delle "funzioni superiori" come il pensiero, la
Fig 24: Encefalo: A. Cervello, B.
memoria e il linguaggio. La zona ascendente del lobo frontaCervelletto, C. Tronco Encefalico
le è sede della funzione motoria; quella ascendente del lobo
parietale, situata dietro la "scissura di Rolando", della sensibilità somatica generale. Dal lobo occipitale dipende invece la sensibilità visiva, mentre al lobo temporale fa capo quella uditiva.
Midollo Spinale. Il midollo spinale segue al tronco encefalico ed ha la forma di un cordone grosso modo cilindrico che decorre lungo il canale vertebrale.Il midollo spinale è costituito da sostanza
bianca che circonda la sostanza grigia. La sostanza grigia è costituita da cellule nervose, la sostanza
bianca, che circonda la grigia, è costituita da fasci di fibre nervose. Il midollo spinale svolge funzioni riflesse per gli organi del tronco, convoglia verso i centri superiori gli impulsi sensitivi ed è incaricato dell'esecuzione degli impulsi integrati che gli pervengono dalle vie discendenti effettrici.
SISTEMA NERVOSO PERIFERICO.
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Il sistema nervoso periferico (SNP) è costituito dai nervi cranici e da quelli spinali ed è costituito
interamente di fibre nervose. Il sistema nervoso centrale si continua direttamente nel periferico e la
demarcazione tra i due sistemi viene riconosciuta nel punto di collegamento delle radici dei nervi
con gli organi centrali. Il SNP è costituito da trentun paia di nervi spinali e da dodici di nervi cranici, che ramificandosi ripetutamente raggiungono tutti i territori corporei.
SISTEMA NERVOSO VEGETATIVO.
Il Sistema Nervoso Autonomo o Vegetativo è costituito da fibre afferenti che trasmettono la sensibilità viscerale ai centri situati nel SNC e da gruppi di fibre efferenti che terminano sugli organi effettori (ghiandole, pareti vasali, muscolatura liscia, ecc.). L'intero sistema neurovegetativo è sottoposto
alla regolazione di centri cerebrali, disposti almeno a due differenti livelli, cioè nel bulbo e nel diencefalo (ipotalamo) e controlla a livello incoscio lo svolgimento di tutte le funzioni organiche necessarie alla vita (respirazione, battito cardiaco, etc.). Il Sistema Nervoso Vegetativo viene tradizionalmente distinto in Sistema Simpatico e Sistema Parasimpatico. L'eccitazione delle due sezioni
provoca effetti parzialmente antagonisti sugli organi innervati. L'eccitazione simpatica riduce la motilità viscerale, determina vasocostrizione, accelera il battito cardiaco, dilata i bronchi, sudorazione.
Il parasimpatico invece stimola la motilità viscerale, provoca vasodilatazione, rallenta il ritmo cardiaco, ecc.
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LA CRESCITA
Dal punto di vista biologico la crescita è l’insieme delle trasformazioni della forma e della fisiologia del corpo, attraverso le quali l'organismo raggiunge la condizione di adulto. Si distinguono una
fase di accrescimento (aumenti quantitativi) e una di sviluppo (variazione di forma del corpo) che
si alternano periodicamente; il processo nell'uomo, a differenzia che negli animali, si protrae molto
a lungo nel tempo. Le modificazioni morfologiche e fisiologiche della crescita sono influenzate dal
tipo costituzionale del futuro adulto e dal tipo fisico e morfologico della popolazione di cui egli fa
parte.
Sviluppo. Lo sviluppo è una serie di processi per cui un organismo si accresce progressivamente
sino a realizzare le dimensioni e l'aspetto dell'adulto. Nei mammiferi e quindi nell’uomo si distingue
uno sviluppo embrionale (prenatale) ed uno sviluppo postnatale.
Lo sviluppo postnatale non è soltanto la conseguenza di un'assimilazione preponderante, di una fase
anabolica più spiccata di quella catabolica, in quanto l'organizzazione degli elementi cellulari e la
loro distribuzione topografica sono regolate anche da altri fattori, tra cui particolarmente importanti
quelli ereditari che, conferendo alla specie la sua forma definitiva, limitano, allo stato adulto, lo sviluppo e lo arrestano in maniera definitiva.
Dall'infanzia all'età adulta l'uomo cresce in altezza e in peso in modo graduale. In questo stesso arco
di tempo, gli organi del nostro corpo crescono invece con ritmi differenti: il sistema nervoso, ad esempio, si stabilizza dopo i primi anni di età, il sistema linfatico ha il suo massimo sviluppo durante
l'infanzia e la pubertà, mentre l'apparato riproduttivo si sviluppa soprattutto durante l'adolescenza.
Accrescimento. Aumento di massa e di volume degli organi e dei tessuti che porta all'aumento
delle dimensioni dell'insieme di un corpo organizzato oppure dell'una o dell'altra delle sue parti.
L'accrescimento dei tessuti e degli organi umani procede con fasi alterne di riposo e di rapida evoluzione; il ritmo di queste fasi differisce da organo a organo. Dopo la nascita l'accrescimento è particolarmente rapido in tre periodi: nei primi 2 anni di vita, verso i 6-7 anni, verso i 12-13 anni, epoca
in cui si manifestano i primi segni della pubertà; in seguito le dimensioni corporee continuano ad
aumentare in maniera quasi costante sino allo sviluppo completo.Le fasi di allungamento sono alternate a periodi in cui la crescita in altezza è più lenta mentre si registra un aumento ponderale.
Accrescimento Osseo. La crescita in lunghezza delle ossa si verifica a carico delle due estremità, a
livello della congiunzione tra la diafisi e l'epifisi, e a spese della cartilagine epifisaria. Questo processo di ossificazione si prolunga sino a quando l'osso non ha raggiunto le dimensioni definitive: a
questo punto, la cartilagine epifisaria scompare e la diafisi si salda all'epifisi. La crescita in spessore
avviene con la mediazione del periostio per aggiunta di nuovi strati ossei alla superficie dell'osso.La
completa crescita delle ossa si ha nel periodo dell’adolescenza termina generalmente attorno ai 1718 anni nelle femmine ed ai 19-20 anni nei maschi.
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INDICE
Introduzione ............................................................................................................. 2
Apparato Respiratorio ............................................................................................. 4
Anatomia ................................................................................................................ 4
Fisiologia ................................................................................................................ 6
Apparato Cardiocircolatorio ................................................................................... 8
Anatomia ................................................................................................................ 8
Fisiologia ................................................................................................................ 9
Apparato Locomotore.............................................................................................12
Sistema Scheletrico................................................................................................12
Sistema Muscolare.................................................................................................15
Sistema Nervoso ......................................................................................................19
Sistema Nervoso Centrale. .....................................................................................21
Sistema Nervoso Periferico....................................................................................21
Sistema Nervoso Vegetativo. .................................................................................22
La Crescita ..............................................................................................................23
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MUSCOLI e MOVIMENTO
MOVIMENTI DEL PIEDE
FLESSIONE DORSALE (flessione)
- Estensore lungo delle dita
- Estensore lungo dell’alluce
- Tibiale anteriore
- Peroneo anteriore
- Pedidio (o Estensore breve delle dita)
FLESSIONE PLANTARE (estensione)
- Gemelli (o Gastrocnemio)
- Soleo
- Peroneo lungo
- Flessore lungo delle dita
- Flessore lungo dell’alluce
Azione secondaria:
- Peroneo breve
- Tibiale posteriore
- Flessore breve delle dita
- Plantare gracile
Nota: La flessione plantare del piede, eseguita con la gamba flessa,
avvicina i capi di inserzione dei Gemelli che, pertanto, agiscono con
scarsa efficacia.
PRONAZIONE (eversione)
- Peroneo lungo
- Peroneo breve
- Peroneo anteriore
Azione secondaria:
- Estensore lungo delle dita
- Pedidio (o Estensore breve delle dita)
SUPINAZIONE (inversione)
- Tibiale anteriore
- Tibiale posteriore
- Estensore lungo dell’alluce
Azione secondaria:
- Flessore lungo delle dita
- Flessore breve delle dita
- Flessore lungo dell’alluce
- Plantare gracile
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MOVIMENTI DELLA GAMBA
FLESSIONE
- Bicipite femorale
- Semitendinoso
- Semimembranoso
- Sartorio
- Gracile (o Retto interno)
- Gemelli (o Gastrocnemio)
- Popliteo
- Plantare gracile
Nota: La flessione della gamba, eseguita con il busto inclinato avanti
(flessione del bacino sulle cosce), allontana i capi di inserzione dei muscoli Bicipite femorale (capo lungo), Semitendinoso e Semimembranoso che, pertanto, agiscono con maggiore efficacia.
ESTENSIONE
Quadricipite femorale, formato da quattro fasci:
- Retto anteriore
- Vasto laterale
- Vasto intermedio
- Vasto mediale
Nota: L’estensione della gamba, eseguita dalla posizione di coscia flessa sul bacino, avvicina i capi di inserzione del Retto anteriore che, pertanto, agisce con scarsa efficacia.
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MOVIMENTI DELLA COSCIA
FLESSIONE
- Psoas iliaco
- Sartorio
- Tensore della fascia lata
- Pettineo
- Quadricipite femorale (Retto anteriore)
Azione secondaria:
- Lungo adduttore (o 1° adduttore)
- Breve adduttore (o 2° adduttore)
- Gracile (o Retto interno)
Nota: La flessione della coscia sul bacino, eseguita con la
gamba flessa, avvicina i capi di inserzione dei muscoli
Semitendinoso, Semimembranoso e Bicipite femorale
(capo lungo), antagonisti dei flessori. Pertanto il movimento risulterà più ampio.
ESTENSIONE
- Grande gluteo
- Bicipite femorale (capo lungo)
- Semitendinoso
- Semimembranoso
Azione secondaria:
- Grande adduttore (o 3° adduttore)
- Piriforme
- Quadrato femorale
Nota:
- L’estensione della coscia, eseguita con la gamba flessa,
avvicina i capi di inserzione dei muscoli Bicipite femorale (capo lungo), Semitendinoso e Semimembranoso che,
pertanto, agiscono con scarsa efficacia.
- L’estensione della coscia, eseguita con il busto inclinato
avanti (flessione del bacino sulle cosce) e arto teso, allontana i capi di inserzione dei muscoli Bicipite femorale
(capo lungo), Semitendinoso e Semimembranoso che,
pertanto, agiscono con maggiore efficacia.
ABDUZIONE
- Medio gluteo
- Piccolo gluteo
- Tensore della fascia lata
- Grande gluteo (fasci superiori)
Azione secondaria:
- Piriforme
- Otturatore interno
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ADDUZIONE
- Grande adduttore (o 3° adduttore)
- Lungo adduttore (o 1° adduttore)
- Breve adduttore (o 2° adduttore)
- Gracile (o Retto interno)
- Psoas iliaco
Azione secondaria:
- Semitendinoso
- Semimembranoso
- Grande gluteo (fasci inferiori)
- Pettineo
- Otturatore esterno
ROTAZIONE ESTERNA
- Quadrato femorale
- Piriforme
- Otturatore interno
- Otturatore esterno
- Grande gluteo
- Medio gluteo (fasci posteriori)
- Piccolo gluteo (fasci posteriori)
- Sartorio
- Psoas iliaco
- Bicipite femorale (capo lungo)
ROTAZIONE INTERNA
- Medio gluteo (fasci anteriori)
- Piccolo gluteo (fasci anteriori)
- Grande adduttore (o 3° adduttore)
- Tensore della fascia lata
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MOVIMENTI DEL TRONCO
FLESSIONE
- Retto dell’addome
- Obliqui interni (o Piccoli obliqui)
- Obliqui esterni (o Grandi obliqui)
ESTENSIONE
- Sacrospinale (Ileocostale e Lunghissimo del
dorso)
- Spinali
- Interspinali
- Multifidi
- Intertrasversari
Azione secondaria:
- Quadrato dei lombi
- Gran dorsale
- Dentato posteriore inferiore
ROTAZIONE
- Obliquo esterno (o Grande obliquo)
- Obliquo interno (o Piccolo obliquo)
- Trasverso
- Multifidi
INCLINAZIONE LATERALE (flessione laterale)
- Quadrato dei lombi
- Sacrospinale (Ileocostale e Lunghissimo del
dorso)
- Psoas iliaco
- Dentato posteriore inferiore
- Spinali
- Interspinali
- Multifidi
- Intertrasversari
- Obliquo esterno (o Grande obliquo)
- Obliquo interno (o Piccolo obliquo)
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MOVIMENTI DELLA SPALLA
ELEVAZIONE
- Elevatore della scapola (o Angolare della scapola)
- Trapezio (fasci superiori)
- Sternocleidomastoideo
- Grande romboide
- Piccolo romboide
ABBASSAMENTO (depressione)
- Piccolo pettorale
- Trapezio (fasci inferiori)
- Succlavio
- Gran pettorale (fasci inferiori)
- Gran dentato
ANTEPOSIZIONE
- Piccolo pettorale
- Gran dentato
- Succlavio
Azione secondaria:
- Gran pettorale
- Deltoide (fasci anteriori)
RETROPOSIZIONE
- Trapezio (fasci medi)
- Grande romboide
- Piccolo romboide
- Gran dorsale
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MOVIMENTI DEL BRACCIO
ABDUZIONE ED ELEVAZIONE IN
ALTO (in fuori ed in fuori-alto)
Da 0° a 90°:
- Deltoide
- Sopraspinato
Da 90° a 150°:
- Gran dentato
- Trapezio (fasci superiori e inferiori)
Oltre 150° (inclinazione laterale del tronco):
- Quadrato dei lombi
- Sacrospinale
- Psoas iliaco
- Obliquo esterno (o Grande obliquo)
- Obliquo interno (o Piccolo obliquo)
Nota:
- da 90° a 150° agisce la scapola con una
rotazione, trascinando l'omero;
- oltre 150° agisce il tronco che si inclina lateralmente e indietro.
ADDUZIONE
- Gran dorsale
- Gran pettorale (fasci inferiori)
- Grande rotondo
- Sottoscapolare
- Tricipite brachiale (capo lungo)
- Coracobrachiale
Nota: se il braccio parte dall'alto agiscono
anche i muscoli che abbassano la spalla.
ANTEPOSIZIONE ED ELEVAZIONE
IN ALTO (flessione in avanti e in avantialto)
Da 0° a 60°:
- Deltoide (fasci anteriori)
- Coracobrachiale
- Bicipite brachiale (capo breve)
- Gran pettorale (fasci superiori)
Da 60° a 120°:
- Trapezio (fasci superiori e inferiori)
- Gran dentato
Oltre 120° (estensione del tronco):
- Quadrato dei lombi
- Sacrospinale
- Psoas iliaco
- Obliquo esterno (o Grande obliquo)
- Obliquo interno (o Piccolo obliquo)
Nota:
- da 60° a 120° agisce la scapola con una
rotazione, trascinando l'omero;
- oltre 150° agisce il tronco che si inclina lateralmente e indietro.
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Corso di Istruttore di 1° Livello
Lezioni di Biofisiologia
ABBASSAMENTO (sul piano sagittale)
- Piccolo pettorale (abbassatore della spalla)
- Gran dorsale
- Gran pettorale (fasci inferiori)
- Grande rotondo
- Tricipite brachiale (capo lungo)
Nota: se il braccio parte dall'alto agiscono
anche i muscoli che abbassano la spalla.
RETROPOSIZIONE (estensione)
- Gran dorsale
- Deltoide (fasci posteriori)
- Grande rotondo
Azione secondaria:
- Romboide e Trapezio (retropositori della
spalla)
FLESSIONE ORIZZONTALE (braccio
da in fuori a avanti)
- Gran pettorale
- Deltoide (fasci anteriori)
- Coracobrachiale
- Bicipite brachiale (capo breve)
- Gran dentato (antepositore della spalla)
- Piccolo pettorale (antepositore della spalla)
Nota: La flessione orizzontale del braccio,
eseguita a gomito flesso, avvicina i capi di
inserzione del Bicipite brachiale che, pertanto, agisce con scarsa efficacia.
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Corso di Istruttore di 1° Livello
Lezioni di Biofisiologia
ESTENSIONE ORIZZONTALE (braccio
da avanti in fuori)
- Deltoide (fasci posteriori)
- Gran dorsale
- Grande rotondo
- Piccolo rotondo
- Sottospinato
- Romboide e Trapezio (retropositori della
spalla)
ROTAZIONE ESTERNA
- Sottospinato
- Sopraspinato
- Piccolo rotondo
- Deltoide (fasci posteriori)
ROTAZIONE INTERNA
- Gran dorsale
- Gran pettorale
- Grande rotondo
- Sottoscapolare
- Deltoide (fasci anteriori)
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Corso di Istruttore di 1° Livello
Lezioni di Biofisiologia
MOVIMENTI DELL’AVAMBRACCIO
FLESSIONE
- Bicipite brachiale
- Lungo supinatore (o Brachioradiale)
Azione secondaria:
- Brachiale anteriore
- Grande palmare (o Flessore radiale del carpo)
- Cubitale anteriore (o Flessore ulnare del carpo)
- Flessore superficiale delle dita
- Pronatore rotondo
- Palmare lungo
Nota: Nella flessione dell’avambraccio, eseguita con l’avambraccio supinato, il Bicipite brachiale esercita una azione più efficace rispetto
alla posizione di braccio pronato.
ESTENSIONE
- Tricipite brachiale
- Anconeo
PRONAZIONE (rotazione interna)
- Pronatore quadrato
- Pronatore rotondo
- Palmare lungo
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Corso di Istruttore di 1° Livello
Lezioni di Biofisiologia
SUPINAZIONE (rotazione esterna)
- Supinatore breve
- Bicipite brachiale
- Lungo supinatore (o Brachioradiale)
- Estensore breve del pollice
- Estensore lungo del pollice
MOVIMENTI DEL POLSO E DELLA MANO
FLESSIONE DEL POLSO
- Grande palmare (o Flessore radiale del carpo)
- Cubitale anteriore (o Flessore ulnare del carpo)
- Flessore superficiale delle dita
- Flessore profondo delle dita
Azione secondaria:
- Palmare lungo
- Palmare breve
- Flessore lungo del pollice
Nota: La flessione del polso, eseguita con il gomito flesso, avvicina i capi di inserzione dei muscoli Grande palmare, Cubitale
anteriore e Palmare lungo. Pertanto agiscono con minore efficacia.
ESTENSIONE DEL POLSO
- Estensore radiale lungo del carpo (o 1° radiale esterno)
- Estensore radiale breve del carpo (o 2° radiale esterno)
- Cubitale posteriore (o Estensore ulnare del carpo)
- Estensore comune delle dita
Azione secondaria:
- Estensore lungo del pollice
- Abduttore lungo del pollice
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Corso di Istruttore di 1° Livello
Lezioni di Biofisiologia
FLESSIONE DELLE DITA
- Flessore profondo delle dita
- Flessore superficiale delle dita
- Lombricali
- Interossei palmari e dorsali
- Flessore lungo del pollice
ESTENSIONE DELLE DITA
- Estensore comune delle dita
- Estensore proprio dell’indice e del mignolo
- Lombricali
- Interossei volari
- Estensore lungo del pollice
- Estensore breve del pollice
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