L’organizzazione del corpo umano L’ anatomia e la fisiologia sono fondamentali per comprendere le strutture e le funzioni del corpo umano. •L’ anatomia è la scienza che studia la struttura di un corpo e le relazioni tra le sue parti. •La fisiologia è la scienza che studia come funzionano le parti di un organismo. •La morfologia (funzionale) è lo studio del rapporto tra struttura e funzione delle caratteristiche morfologiche •FUNZIONE STRUTTURA La forma di una cellula dipende da fattori fisici e funzionali. Se una cellula si trova in ambiente acquoso, questa tende ad assumere una forma sferica per effetto della tensione superficiale; le cellule possono anche avere una forma appiattita se risentono della pressione degli strati cellulari sovrastanti (come nel caso delle cellule epiteliali). Tuttavia, esiste una stretta relazione tra la forma di una cellula e la sua funzione: le fibre muscolari sono alquanto allungate per poter svolgere la contrazione; i neuroni possiedono una struttura fortemente ramificata per poter ricevere (attraverso i dendriti) e trasmettere (per mezzo degli assoni) gli impulsi nervosi. La stretta correlazione tra forma e funzione, che si riscontra nelle singole parti come nell’intero corpo di un animale, si realizza attraverso un’organizzazione strutturale per livelli. I processi della vita 1. Il metabolismo: l’insieme di tutti i processi chimici che avvengono nel corpo, tra cui la scissione di molecole grandi e complesse e la loro sintesi a partire da molecole più semplici. 2. La reattività: la capacità di rilevare e di rispondere ai cambiamenti dell’ambiente interno ed esterno. 3. Il movimento: include gli spostamenti di tutto il corpo, compresi gli organi, le cellule e gli organuli cellulari. Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009 I processi della vita 4. L’accrescimento: l’aumento delle dimensioni corporee. 5. La differenziazione: il processo per cui le cellule indifferenziate si specializzano. 6. La riproduzione: intesa come sintesi di nuove cellule e come generazione di un nuovo individuo. Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009 LA FISIOLOGIA Fisiologia: Studio delle funzioni vitali a vari livelli di complessità Funzione Struttura (Fisiologia) (Anatomia) - Livello Molecolare - Livello Cellulare - Livello dei tessuti - Livello di organo - Livello di Sistemi di organi - Livello di organismi - Livello di popolazione Livelli di organizzazione Organizzazione del corpo umano Le CELLULE form ano i TESSUTI più tessuti form ano gli ORGANI che sono associati in SISTEMI o APPARATI LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE • • • • Ciascun apparato o sistema svolge una certa funzione con lo scopo fondamentale di mantenerci in vita. La struttura del corpo umano è composta da circa centomila miliardi di cellule organizzate in tessuti , organi , apparati e sistemi. Per ottenere questo scopo tutti i processi che si svolgono in ciascun sistema o apparato devono avvenire in un ambiente che si mantenga il più possibile costante : è questo il concetto di OMEOSTASI . Ogni spostamento dall’ omeostasi , cioè qualunque alterazione che modifichi le condizioni dell’ambiente interno del nostro organismo è causa di una malattia. I Tessuti • • Si definisce tessuto un insieme di cellule uguali che svolgono tutte la stessa funzione. Esistono 4 tipi fondamentali di tessuti : • Tessuto Epiteliale • Tessuto Connettivo • Tessuto Muscolare • Tessuto Nervoso Tessuto Epiteliale • Svolge compiti di rivestimento e di secrezione di sostanze, riveste lo strato superficiale della pelle e le pareti interne di strutture cave come lo stomaco e l’intestino. • Un tessuto epiteliale specializzato è quello che forma le ghiandole. Tessuto Epiteliale (epitelio) • Epitelio di rivestimento: copertura esterna della pelle e degli organi interni; rivestimento delle cavità del corpo dei vasi sanguigni e delle parti interne degli apparati respiratorio, digerente, urinario e genitale. Si ritrova anche negli organi di senso (udito, vista e tatto) Tessuto Epiteliale (epitelio) • Epitelio Ghiandolare: parte secernente delle ghiandole (es.ghiandole sudoripare) Caratteristiche • Cellule addossate le une alle altre; strati continui (singoli/multipli) • Le cellule presentano – Superficie apicale – Superfici laterali – Superficie basale – membrana basale (proteine) • Privi di vasi sanguigni • Fibre nervose • Staminali epiteliali: rinnovo cellulare Epiteli di rivestimento • Disposizione in strati – Semplice (alveoli- vasi sanguigni) – Pseudostratificato ( trachea) – Stratificato • Cheratinizzato (epidermide) • Non cheratinizzato (bocca, cornea, vagina, esofago) • Forma cellule – Squamose - piatte – Cubiche – con o senza microvilli – secrezione/assorbimento – Colonnari - protezione – Transizione – cambiano forma EPIDERMIDE • L'epitelio pavimentoso stratificato cheratinizzato svolge al massimo la funzione protettiva, grazie alla presenza nelle cellule degli strati più superficiali di una sostanza, la cheratina, che gli attribuisce notevoli caratteristiche di resistenza meccanica. • Le cellule producono: cheratina e melanina Cheratina • principale costituente di peli, capelli ed unghie • setole dei maiali, degli zoccoli delle mucche, delle corna del rinoceronte, della lana e delle piume degli uccelli MELANINA • difende il genoma dall'azione nociva dei raggi ultravioletti. (assorbendo e respingendo parte delle radiazioni solari) • Per difendersi dalle radiazioni solari, l'organismo avvia inoltre un processo ausiliario che stimola la proliferazione dello strato corneo, favorendo l'ispessimento dell'epidermide. • I raggi UV-A che colpiscono la nostra pelle penetrano fino al tessuto connettivo e al derma. • Nello strato germinativo risiedono i melanociti, responsabili della produzione del pigmento melanina. • La melanina sale fino alla superficie cutanea e qui si incontra con i raggi UV-A e l’ossigeno che, attraverso il sangue, giunge alle cellule cutanee, si genera così una reazione che fa sì che la melanina venga colorata e la pelle assuma la tanto desiderata abbronzatura. • i raggi UV-B stimolano nei melanociti la produzione di melanina. Epidermide & Derma • Il Derma è lo strato su cui poggia l’epidermide • E’ tessuto connettivo, vascolarizzato e innervato • Fibre collagene • Elastina • robustezza, resistenza, sostegno ed elasticità EPITELIO GHIANDOLARE • In base al destino del secreto si distinguono due tipi di ghiandole: – ghiandole endocrine, che riversano i secreti nei liquidi interni del corpo; (ormoni) – ghiandole esocrine, che riversano il secreto all'esterno del corpo o in cavità comunicanti con l'esterno.(sudoripare, salivari, digestive, lattogene) Tessuto connettivo • Cellule di forma varia, caratterizzate dalla presenza di una abbondante sostanza intercellulare (o matrice) tra di esse con fibre. • La funzione primaria è quella di connettere, sia strutturalmente che funzionalmente, gli altri tessuti e gli organi. • Esempi : tessuto cartilagineo, tessuto osseo, tessuto adiposo ed il sangue. Tessuto connettivo • • Ha il compito di collegare (connettere) , tenere assieme e sostenere gli organi del nostro corpo. Ne esistono di diversi tipi : per esempio il tessuto osseo dello scheletro e la cartilagine rappresentano due tipi di tessuto con funzioni di sostegno mentre il sangue è un tessuto di collegamento . Tessuto adiposo Globuli rossi e piastrine del sangue Sostanza fondamentale • Tra cellule e fibre: acqua + molecole organiche specie polisaccaridi + proteine • Acido ialuronico: molto idrofilo, dona elasticità e morbidezza L'acido ialuronico si trova: • nell'umor vitreo dell'occhio; • nel liquido sinoviale; • nella pelle; • nella cartilagine; • nei tendini; • nel cordone ombelicale; • nelle pareti dell'aorta FIBRE • Collagene (tendini, legamenti, cartilagine, osso) • Elastiche (pareti vasi) • Reticolari (organi pieni-reticolati) • Il collagene (o collageno) è la principale proteina del tessuto connettivo negli animali. È la proteina più abbondante nei mammiferi, rappresentando nell'uomo circa il 6% del peso corporeo. collagene • Il collagene è la più importante proteina strutturale e forma cavi molecolari che rinforzano i tendini e fogli grandi ed elastici che sostengono la pelle e gli organi interni. Le ossa e i denti sono fatti aggiungendo cristalli minerali al collagene. Il Collagene dà una struttura al nostro corpo, proteggendo e sostenendo i tessuti più molli e connettendoli con lo scheletro • L'idrossiprolina, che è critica per la stabilità del collagene, viene sintetizzata grazie alla vitamina C • costituito da cellule disperse in una abbondante matrice extracellulare gelatinosa, ricca di fibre (responsabili dell'elasticità) e di sostanza amorfa di origine proteica. La sintesi delle sostanze che compongono la matrice è compito delle cellule, definite condrociti. • cartilagine ialina (articolazioni), cartilagine fibrosa (tendini, dischi i.v.) e cartilagine elastica (orecchio, epiglottide). cartilagine Cartilagine elastica • cartilagine ialina: bianca, più abbondante. Nel feto costituisce gran parte dello scheletro poi sostituita da tessuto osseo. • Nell'adulto costituisce le cartilagini costali, nasali, tracheali, bronchiali e laringee e ricopre le superfici articolari. La cartilagine è rivestita da un sottile involucro di tessuto connettivo compatto chiamato pericondrio. • cartilagine elastica: di colore giallo opaco presenta particolari caratteristiche di elasticità. Costituisce l'impalcatura del padiglione auricolare, dell'epiglottide, della tuba di Eustachio e di alcune cartilagini laringee. • cartilagine fibrosa: di colore biancastro è particolarmente resistente alle sollecitazioni meccaniche. Si trova nel punto di inserzione di alcuni tendini sullo scheletro, nei dischi intervertebrali, nei menischi di alcune articolazioni (ginocchio) e nella sinfisi pubica TESSUTO OSSEO • Lamelle organizzate in strati concentrici attorno ad un canale contenente vasi sanguigni e nervi (osteoni), Gli osteoni sono sistemi di lamelle concentriche attorno al canale di Hàvers, • La matrice è mineralizzata funzioni • • • • • Sostegno Protezione Contributo al movimento Omeostasi minerale Produzione cellule sanguigne Il calcio si trova sotto forma di Fosfato tricalcico. Questo sale viene depositato sotto forma di cristalli di idrossiapatite. Sono presenti altri sali quali : Il carbonato di calcio Fluoruro di calcio (importante anche nei denti) • OSTEOBLASTI: =Producono i componenti organici e inorganici della sostanza intercellulare durante la formazione del tessuto osseo • OSTEOCLASTI= responsabili del riassorbimento dell’osso Il ruolo del PARATORMONE e della CALCITONINA nella omeostasi del CALCIO (regolazione calcemia) Tessuto muscolare • cellule con numerosi filamenti contrattili, capaci di scorrere fisicamente gli uni sugli altri e di cambiare la forma delle cellule stesse. • permette il movimento dell'organismo, e la contrazione involontaria di diversi organi o apparati. • il muscolo striato (o scheletrico), il muscolo liscio ed il muscolo cardiaco. Tessuto Muscolare • Ha il compito di generare il movimento attraverso l’attività di contrazione delle cellule che lo compongono . • Possiamo avere : a) Tessuto muscolare liscio b) Tessuto muscolare striato c) Tessuto muscolare cardiaco Cellule muscolari • Le proprietà fondamentali delle cellule muscolari sono: eccitabilità contrattilità Le cellule muscolari possono essere striate o lisce a seconda della presenza o assenza, rispettivamente, di miofilamenti nel loro citoplasma disposti in maniera ordinata e ripetuta a formare una struttura denominata sarcomero Tessuto muscolare scheletrico La striatura visibile al microscopio ottico (bande chiare e bande scure) deriva dalla disposizione ordinata delle miofibrille che sono allineate in registro Costituisce la muscolatura del tronco e degli arti. È presente nella laringe, nella faringe, nella lingua e nella porzione superiore dell’esofago Istologicamente è un sincizio plurinucleato derivato dalla fusione di più cellule denominate mioblasti Le miofibrille rappresentano l’unità contrattile del tessuto muscolare striato essendo formate dal succedersi ordinato dei sarcomeri La contrazione muscolare prevede lo scorrimento reciproco dei filamenti di actina su quelli di miosina. In questo modo il sarcomero si accorcia, la banda I diviene più piccola mentre la banda A rimane uguale LEGAMENTI: COLLEGANO 2 OSSA (es. crociato del ginocchio) TENDINI: COLLEGANO OSSO AL MUSCOLO Cordone/piatto MENISCO Art. ginocchio; ammortizzatore; fibrocartilagineo; mazzaluna La muscolatura scheletrica volontaria si contrae in seguito alla stimolazione nervosa. In particolare attraverso il contatto dell’assone della cellula nervosa La zona di contatto tra neurone motore e cellula muscolare si definisce sinapsi neuromuscolare o placca motrice Tessuto muscolare liscio E’ costituito da cellule singole che non presentano striature. Hanno forma allungata con un singolo nucleo centrale. Non ci sono sarcomeri. I filamenti sottili si incrociano per tutto il citoplasma e si ancorano ai cosiddetti corpi densi sotto la membrana o nel citoplasma I filamenti spessi si organizzano quando arriva l’onda di Ca++ Il tessuo muscolare liscio è un tessuto involontario, controllato dal sistema nervoso autonomo Si contrae in maniera lenta e ritmica Le cellule sono accoppiate funzionalmente come quelle cardiache attraverso giunzioni gap ma non ci sono dischi intercalari Tessuto Nervoso • E’ formato da cellule capaci di generare stimoli di natura elettrica e di propagarli anche in punti distanti dalla sede in cui vengono generati : queste cellule sono chiamate NEURONI Tessuto nervoso Tessuto nervoso • Unità funzionale: NEURONE – cellule ricche di prolungamenti e facilmente eccitabili capaci di ricevere e ritrasmettere gli impulsi nervosi • SISTEMA NERVOSO CENTRALE – Encefalo e midollo spinale • SISTEMA NERVOSO PERIFERICO – Neuroni motori e sensoriali Il sistema nervoso… 1. 2. 3. 4. 5. Fornisce informazioni sull’ambiente interno ed esterno Integra le informazioni sensoriali Coordina le attività volontarie e involontarie Regola e controlla le strutture e gli apparati periferici E’ sede della cognizione, delle emozioni, della memoria, ecc. Sistema nervoso cerebro-spinale (della vita di relazione) – Sistema nervoso centrale (nevrasse)= encefalo e midollo spinale – Sistema nervoso periferico= i nervi cranici e spinali e le loro ramificazioni Sistema nervoso autonomo (della vita vegetativa) – Sistema nervoso ortosimpatico (componente toracolombare) - azione – Sistema nervoso parasimpatico (componente craniosacrale) - recupero Sistemi antagonisti neuroni Neuroni e cellule gliali (neuroglia) specializzati nella conduzione di impulsi elettrici che: • trasportano informazioni da una regione del corpo all’altra • integrano ed elaborano tali informazioni cellule gliali cellule “non nervose” che forniscono sostegno strutturale • • • • mezzo interno per gli scambi nutritivi e gassosi attività di riparazione di lesioni funzione di “isolamento” elettrico difesa (microglìa) parti del neurone arborizzazione terminale dendrite soma o corpo cellulare o pirenoforo guaina mielinica nucleo con nucleolo assone o neurite I NEURONI Funzioni: - Recezione dei segnali sensoriali (neuroni sensitivi tattili, visivi, gustativi etc..) - Integrazione dei segnali (interneuroni) - Trasmissione dei segnali motori (motoneuroni) Struttura: - Corpo cellulare (soma, pirenoforo, perikarion) 5-150 micron di diametro - Neuriti (processi cellulari di lunghezza da micron a metri): - Dendriti multipli (da uno a decine, fortemente ramificati e corti) - Assone singolo (uno principale lungo anche metri, a volte con ramificazioni secondarie=rami collaterali o con arborizzazione terminale) • NEURONI SENSORIALI • INTERNEURONI • NEURONI MOTORI
