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L’APPARATO DI SOSTEGNO Il movimento L’apparato scheletrico Nell’uomo il movimento si realizza grazie a: •Lo scheletro o apparato scheletrico •L’apparato muscolare Lo scheletro fornisce i punti di attacco ai muscoli e il sistema muscolare fa da motore, garantendo il movimento. Lo scheletro, oltre a collaborare al movimento con il sistema muscolare, svolge anche la funzione di sostegno al nostro corpo e fornisce protezione ad alcuni organi. L’apparato scheletrico Lo scheletro può essere considerato come un sistema di organi, le ossa, che con cartilagine e legamenti collaborano per realizzare le funzioni di movimento, sostegno e protezione Infatti lo scheletro, la struttura di sostegno di tutti i vertebrati, è formato da due tipi di tessuto: IL TESSUTO OSSEO IL TESSUTO CARTILAGINEO TESSUTO OSSEO TESSUTO CARTILAGINEO L’apparato scheletrico TESSUTO OSSEO Particolare tessuto connettivo formato da cellule vive (osteociti) Gli osteociti sono immersi in una matrice minerale (sostanza ricca di sali minerali) Distinguiamo due tipi di tessuto osseo: • TESSUTO OSSEO COMPATTO • TESSUTO OSSEO SPUGNOSO TESSUTO OSSEO COMPATTO La matrice è organizzata a formare sottili lamelle chiamate trabecole ossee, sono disposte in modo concentrico intorno ad un sottile canale longitudinale: il canale di Havers. Questo canale è percorso dai vasi sanguigni destinati a nutrire l’osso. Ogni sistema di lamelle prende il nome di OSTEONE TESSUTO OSSEO SPUGNOSO E’ formato da trabecole ossee, ma queste sono intrecciate in modo da lasciare piccole cavità tra loro comunicanti, che lo fanno assomigliare ad una spugna. Le cavità sono piene di midollo osseo, in cui avviene la produzione delle cellule del sangue Le Ossa Le ossa contengono una ridotta quantità d’acqua mentre la sua componente maggiore è in sali minerali, FOSFATO DI CALCIO e CARBONATO DI CALCIO I Sali minerali conferiscono alle ossa caratteristiche di durezza e resistenza Le ossa sono formate da cellule, gli osteociti, distanti tra loro e immersi in una sostanza dura, ricca di sali minerali e da una sostanza organica (osseina) da loro stessi prodotta. Gli osteociti sono raggiunti dal sangue. Il tessuto cartilagineo È formato da cellule vive di forma tondeggiante i CONDROCITI I condrociti sono immersi in una matrice densa e ricca di fibre formate da una proteina chiamata collagene Il tessuto cartilagineo è un tessuto morbido ed elastico perché non contiene sali minerali ma, è composta dal 60% di acqua Il tessuto osseo La formazione dell’osso: L’ ossificazione è il processo con il quale si forma l’osso dal momento della nascita all’età adulta Il processo si articola in quattro fasi: • formazione iniziale nell’embrione e nel feto; • crescita; • ricostruzione; • riparazioni e fratture. Durante l’infanzia e l’adolescenza le ossa lunghe crescono in • lunghezza: i condrociti si dividono sul lato epifisario e vengono sostituiti da osso sul lato diafisario; • spessore: le cellule del pericondrio si differenziano in osteoblasti, quindi in osteociti e si formano nuovi osteoni. Il tessuto osseo: da neonati ad adulti L’ossificazione è il processo di trasformazione del tessuto cartilagineo in tessuto osseo Il tessuto osseo è costituito da cellule chiamate osteoformatrici o osteoblasti Gli osteoblasti prelevano i sali minerali dal sangue che elaborano e depongono intorno rimanendo intrappolate e diventando osteociti L’ossificazione si conclude a 25 anni, ma alcune parti dello scheletro rimangono cartilaginee: per esempio i padiglioni delle orecchie, la punta del naso, le estremità delle costole, i dischi intervertebrali Il tessuto osseo: da neonati ad adulti Il rimodellamento osseo è la sostituzione di tessuto osseo vecchio con tessuto nuovo. I fattori che influenzano l’accrescimento osseo sono: • apporto di minerali con l’alimentazione; • apporto di vitamine A, C e D; • stimolo ormonale; • esercizi fisici di carico. OSSIFICAZIONE OSSIFICAZIONE OSSIFICAZIONE LA FORMA DELLE OSSA La forma delle ossa può essere di tre tipi principali: - Ossa lunghe: quando sono sviluppate nel senso della lunghezza (costole e femore) sono lunghe e sottili con un’asta e due estremità. -Ossa corte: quando sono sviluppate quasi ugualmente nelle tre dimensioni (le vertebre) sono sottili e forniscono protezione. - Ossa piatte: quando sono estese in superficie (ossa del cranio e del bacino) LE OSSA LUNGHE Le ossa lunghe come quelle degli arti, hanno una struttura definita in: LE OSSA LUNGHE L’EPIFISI contiene tessuto osseo spugnoso La superficie libera dell’EPIFISI, è rivestita da cartilagine liscia e morbida cartilagine articolare Tra la diafisi e l’epifisi, si trova una sottile lamina di cartilagine cartilagine di accrescimento, che provvede all’accrescimento in lunghezza dell’osso La DIAFISI dell’osso è formato da tessuto compatto, rivestito esternamente da una membrana il periosto Nello strato più profondo del PERIOSTO sono contenuti gli osteoblasti provvedono all’accrescimento in spessore dell’osso, aggiungendo nuove lamelle ossee al sottostante osso compatto LE OSSA LUNGHE All’interno dell’osso c’è il canale midollare, riempito di midollo osseo. Nel canale midollare agiscono cellule distruttrici, gli osteoclasti che demoliscono una piccola parte di tessuto osseo in modo da garantire anche una certa leggerezza dell’osso. IL MIDOLLO OSSEO IL MIDOLLO OSSEO produce cellule del sangue attraverso il processo di emopoiesi. Durante i primi anni di vita questo processo viene svolto dal midollo osseo rosso presente in tutte le ossa ed in particolare nel canale midollare delle ossa lunghe. Nell’adulto questo midollo perde progressivamente le sue capacità di produrre cellule del sangue e viene sostituito dal midollo osseo giallo ricco di grasso. Nell’adulto la produzione di cellule del sangue si svolge solo nel midollo osseo rosso presente nelle ossa corte (vertebre), nelle ossa piatte (cranio, sterno, bacino ecc..) e nell’epifisi delle ossa lunghe. LE OSSA PIATTE Sono molto sottili ed estese, costituite da due strati di tessuto compatto separati da uno strato di tessuto spugnoso. Sono ossa piatte quelle della scatola cranica e lo sterno. cranio Ossa del bacino LE OSSA CORTE Sono ossa in cui le tre dimensioni sono quasi equivalenti. Sono costituite da tessuto spugnoso completamente avvolto da una lamina di tessuto compatto: le vertebre. Vertebra LE ARTICOLAZIONI o GIUNTURE Il collegamento tra le ossa si realizza tramite le articolazioni, sistemi di giunzione differenti a seconda della funzione che assolvono. L’ articolazione è il punto di contatto che si trova tra osso e osso, tra cartilagine e ossa e tra denti e ossa. LE ARTICOLAZIONI o GIUNTURE Dal punto di vista strutturale e a seconda dell’ampiezza del movimento che compiono, le articolazioni sono classificate in: • Articolazioni immobili o fibrose: le ossa sono unite da tessuto connettivo; • Articolazioni semimobili o cartilaginee: le ossa sono unite da cartilagine; • Articolazioni mobili o sinoviali: le ossa sono unite dal tessuto connettivo denso irregolare. LE ARTICOLAZIONI IMMOBILI o FIBROSE Le articolazioni immobili non permettono alcun movimento Perché le ossa sono saldate tra di loro come per esempio le suture tra le ossa che formano la scatola cranica. La scatola cranica protegge il cervello. LE ARTICOLAZIONI SEMIMOBILI o CARTILAGINEE Le articolazioni semimobili o cartilaginee consentono movimenti limitati, perché le ossa sono collegate tra di loro da cartilagine rinforzata da tessuto fibroso che rende possibili movimenti parziali. Sono articolazioni semimobili i dischi intervertebrali. LE ARTICOLAZIONI MOBILI o SINOVIALI Nella maggior parte dei casi il movimento deve essere molto ampio, come negli arti, le estremità delle ossa hanno forme tali da scorrere una nell’altra e sono tenute insieme da legamenti. Queste articolazioni sono dette mobili. Articolazione sferica Articolazione a cerniera Articolazione a perno LO SCHELETRO Da adulti le ossa dell’apparato scheletrico sono 206. In un essere adulto medio, lo scheletro rappresenta circa il 20% del peso corporeo. Si possono distinguere le ossa del capo, quelle del tronco e quelle degli arti. LO SCHELETRO LO SCHELETRO OSSA DEL TRONCO LO SCHELETRO GLI ARTI INFERIORI E SUPERIORI Le funzioni delle ossa e dello scheletro Il tessuto osseo e l’apparato scheletrico svolgono le seguenti funzioni: • sostegno; • protezione; • contributo al movimento; • omeostasi minerale; • produzione delle cellule sanguigne; • riserva di trigliceridi. IL SISTEMA MUSCOLARE IL SISTEMA MUSCOLARE Il sistema muscolare è costituito dai muscoli, che generano movimenti grazie alla loro capacità di contrarsi, accorciandosi e ingrossandosi. striato o • Ci sono tre tipi di tessuto muscolare • cardiaco: si trova unicamente nel cuore; • striato o scheletrico: è attaccato alle ossa e muove parti dello scheletro; • liscio: si trova nelle pareti dei vasi sanguigni e in quella degli organi cavi. FUNZIONI DEL TESSUTO MUSCOLARE • Le funzioni del tessuto muscolare sono: • produzione dei movimenti del corpo; • stabilizzazione delle posizioni del corpo; • regolazione del volume degli organi; • movimento di sostanze all’interno del corpo; • produzione di calore. IL TESSUTO MUSCOLARE STRIATO È formato da fibre muscolari striate, sono così chiamate perché le miofibrille appaiono con striature chiare e scure alternate. La muscolatura striata non è una singola cellula ma, Un insieme di cellule fuse insieme che formano una lunga fibra in cui sono presenti più nuclei. I muscoli striati sono volontari, cioè si contraggono quando l’individuo lo decide La maggio parte dei muscoli striati sono inseriti sulle ossa Per questo sono detti muscoli scheletrici IL TESSUTO MUSCOLARE STRIATO Il tessuto muscolare scheletrico •Ogni muscolo scheletrico è un organo distinto composto da numerose cellule, di forma allungata, dette fibre muscolari. •Ognuno è dotato di un rivestimento costituito da più strati di tessuto connettivo. Sono irrorati da vasi sanguigni e provvisti di innervazioni. •Ogni fibra è ricoperta da una membrana plasmatica detta sarcolemma che contiene il sarcoplasma, ricchissimo di mitocondri, sarcoplasmatico. e il reticolo Il tessuto muscolare scheletrico •Per tutta la lunghezza della fibra si estendono le miofibrille. Esse contengono filamenti spessi e sottili. •I filamenti si sovrappongono secondo schemi specifici formando strutture dette sarcomeri. Il tessuto muscolare scheletrico •I filamenti spessi sono composti da miosina, una proteina formata da una testa globulare e una coda fibrosa. •I filamenti sottili sono composti da tre proteine: actina, tropomiosina e troponina. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico •Durante la contrazione muscolare le teste miosiniche dei filamenti spessi esercitano una trazione sui filamenti sottili, facendoli scorrere verso il centro del sarcomero, che quindi si accorcia. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico Prima di contrarsi, la fibra muscolare scheletrica deve essere stimolata da un impulso, detto potenziale di azione muscolare, emesso dal relativo neurone motorio insieme al quale costituisce una unità motoria. La sinapsi che si forma tra i terminali assonici di un motoneurone e una placca motrice prende il nome di giunzione neuromuscolare. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico Quando un muscolo del nostro corpo si contrae(es. quando solleviamo un oggetto) compie uno sforzo e quindi richiede un apporto di energia. Questa energia deriva dal glucosio che l’organismo ricava dagli alimenti e che il sangue porta a tutte le cellule. Il sangue trasporta anche l’ossigeno inserito nel nostro organismo con la respirazione e lo trasporta a tutte le cellule. Glucosio e ossigeno raggiungono anche le cellule muscolari e reagiscono tra di loro. Il muscolo si contrae grazie all’ATP Adenosin - Tri - (P)Fosfato LA RESPIRAZIONE CELLULARE: PRODUZIONE DI ATP Quando il glucosio reagisce con l’ossigeno viene liberata energia, Questa energia è accumulata nelle molecole di una sostanza chiamata ATP. La «combustione» del glucosio si svolge nei mitocondri organuli cellulari E prende il nome di RESPIRAZIONE CELLULARE C6H12O6 + 6O2 = 6H2O + 6CO2 + ATP Questa reazione può fornire energia sufficiente per circa 30-40 secondi di attività muscolare. Quando l’ossigeno è insufficiente nella reazione, perché lo sforzo muscolare è troppo intenso, la trasformazione del glucosio per produrre energia avviene attraverso un processo diverso dalla respirazione la fermentazione. durante questo processo viene prodotto acido lattico che provoca il senso di fatica muscolare e dolore La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico Quando i siti di legame miosinico sono scoperti inizia il ciclo di contrazione: 1. scissione dell’ATP; 2. formazione dei ponti trasversali; 3. Lo sviluppo della forza, con liberazione di ADP; 4. legame all’ATP e distacco. La contrazione e il rilasciamento del muscolo scheletrico Dopo la contrazione la fibra si rilassa per effetto delle degradazione dell’acetilcolina a opera dell’enzima acetilcolinesterasi; per effetto della diminuzione degli ioni calcio nel sarcoplasma. I siti di legame sulla miosina vengono coperti e i filamenti di actina scorrono all’indietro in posizione di rilassamento. L’ATP presente nelle fibre è sufficiente soltanto a rifornire energia per i primi secondi di attività muscolare. In seguito deve essere sintetizzato dell’altro da tre fonti: creatinfosfato; respirazione cellulare anaerobica; respirazione cellulare aerobica. Il ruolo dei muscoli scheletrici nel movimento Il muscolo scheletrico è un organo composto da vari tipi diversi di tessuto, che comprendono il tessuto muscolare scheletrico, il tessuto vascolare, il tessuto nervoso e vari tipi di tessuto connettivo. L’attacco del muscolo all’osso fisso è detto origine. L’altra estremità è ancorata in un punto detto inserzione. La porzione carnosa è definita ventre. L’azione dei muscoli scheletrici Rispetto all’azione che svolgono i muscoli scheletrici assumono diverse denominazioni: Muscoli flessori avvicinano tra loro le due ossa es. bicipite femorale, contraendosi avvicina la gamba alla coscia Muscoli estensori allontanano tra loro le due ossa es. il quadricipite femorale raddrizza la gamba Muscoli adduttori avvicinano un arto alla linea mediana del corpo es. l’adduttore della coscia fa avvicinare il femore Muscoli abduttori allontanano un arto dalla linea mediana es. il gluteo medio della natica fa allontanare il femore Muscoli antagonisti due muscoli che permettono movimenti opposti es. il bicipite e il tricipite del braccio Un esempio di gruppo muscolare: i muscoli dell’espressione facciale I nomi dei muscoli scheletrici si basano su alcuni parametri: • l’orientamento; • le dimensioni; • la forma; • il tipo d’azione; • il numero di origini. IL TESSUTO MUSCOLARE LISCIO Il tessuto muscolare liscio è formato da fibre muscolari lisce: sono cellule con forma allungata e sono affusolate alle estremità; ogni cellula contiene un nucleo centrale; sono definite lisce perché quando sono osservate al microscopio ottico mostrano una struttura quasi uniforme. La cellula è attraversata nel senso della lunghezza da numerosi sottili filamenti: le miofibrille I muscoli lisci sono involontari, cioè si contraggono senza essere sottoposti al controllo della volontà IL TESSUTO MUSCOLARE LISCIO •Il tessuto muscolare liscio si trova in molti organi interni e riveste i vasi sanguigni. •Il muscolo liscio è un muscolo involontario. •I filamenti di actina sono ancorati a strutture detti corpi densi. IL TESSUTO MUSCOLARE LISCIO Il muscolo viscerale o unitario si trova negli strati che si sovrappongono a formare le pareti di piccole arterie, vene e organi cavi come lo stomaco, l’intestino, l’utero e la vescica. Le fibre della muscolatura viscerale sono strettamente legate e formano un reticolo continuo. La presenza di ioni calcio nel citosol fornisce il tono del muscolo liscio, uno stato di contrazione prolungata e continua. IL TESSUTO MUSCOLARE CARDIACO Il cuore è formato da un particolare tessuto muscolare striato e le sue contrazioni non sono controllate dalla volontà il cuore ha la capacità di contrarsi e rilasciarsi ritmicamente ( pulsazioni cardiache) per tutta la vita dell’individuo FRATTURA TRAUMA CRANICO TRAUMI FISICI DISTORSIONI A CARICO DEI LEGAMENTI LUSSAZIONI SPOSTAMENTI DELLE OSSA DI UN’ARTICOLAZIONE STRAPPI AI MUSCOLI O AI TENDINI OSTEITI INFIAMMAZIONE DEL TESSUTO OSSEO PROCESSI INFIAMMATORI ARTRITI INFIAMMAZIONI DELLE ARTICOLAZIONI ARTROSI DEGENERAZIONE DELLE ARTICOLAZIONI PARAFORMISMI
