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I sistemi scheletrico e muscolare
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Il sistema scheletricoEndoscheletro: struttura di sostegno all’interno del corpo.
È formata da 206 ossa e 68 articolazioni. Ci sono 27 ossa per ciascuna mano, 26 ossa per ciascun piede e 36 vertebre separate da dischi cartilaginei.
Sostiene il peso del corpo, permette i movimenti e protegge gli organi interni.
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Scheletro assile: cranio, colonna vertebrale, gabbia toracica. Proteggono tessuto nervoso, cuore e polmoni.
Il sistema scheletrico
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Il sistema scheletricoScheletro appendicolare: ossa degli arti e quelli che li connettono allo scheletro assile come scapole, clavicole.
Il sistema scheletricoLe vertebre:•7 cervicali - in tutti i mammiferi, la prima e la seconda permettono l’articolazione con il cranio e i movimenti del collo;•12 toraciche - formano la gabbia toracica, insieme a costole e sterno, a queste vertebre si articolano tutte le 12 paia di costole (dette vere, spurie e fluttuanti);•5 lombari - sono le più robuste, spesso i dischi intervertebrali fatti al 90% di acqua si disidratano e induriscono, favorendo l’ernia discale; •5 sacrali - fuse nell’osso sacro;•3-5 coccigee - rappresentano la nostra «coda vestigiale», non ha alcuna funzione, ma è omologa alla coda di altri vertebrati.
Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema scheletrico
Classificazione delle ossa in base alla forma:
piatte, sono sottili, ma robuste;irregolari come le vertebre;lunghe;brevi, come polsi e caviglie.
Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012
Le ossa lunghePeriostio, guaina di tessuto connettivo denso irregolare, protegge l’osso, passano nervi e vasi.
Endostio, sottile membrana che contiene strato di cellule che formano o distruggono l’osso.
•epifisi - estremità dell’osso, sono formate da tessuto spugnoso, contengono midollo osseo rosso;
•diafisi - porzione centrale, cavità midollare con midollo osseo rosso nel bambino, giallo nell’adulto;
•metafisi - porzione intermedia tra epifisi e diafisi, qui avviene il processo di crescita dell’osso.
Crescita delle ossa
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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
La calotta cranica e le ossa facciali formano nel complesso il cranio, che protegge l’encefalo.
Il cranio
Nella testa ci sono 22 ossa piatte e rotonde suddivise in craniche e facciali.
Il cranio
Le ossa craniche proteggono l’encefalo, quelle facciali sostengono i muscoli del viso e i denti. Si incastrano tramite le suture, articolazioni fisse non deformabili nell’adulto; nel neonato ci sono 6 fontanelle6 fontanelle, tratti di cartilagine tra le ossa.
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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
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Il capo e il tronco sono sostenuti dalla colonna vertebrale, o spina dorsale, la quale ha anche il compito di contenere e proteggere il midollo spinale e le radici dei nervi spinali. Essa è disposta come un asse longitudinale che serve direttamente come struttura di ancoraggio per tutte le altre ossa dello scheletro.
La colonna vertebrale è formata da 24 vertebre. I dischi intervertebrali agiscono come cuscinetti e consentono una certa libertà di movimenti della colonna.
La colonna vertebrale
Il sistema scheletrico
L’osso spugnoso è formato da trabecole, colonne ossificate di matrice extracellulare e osteociti. Le cellule si trovano in lacune e comunicano con canalicoli.
L’osso compatto è formato da osteoni: lamelle di matrice extracellulare concentriche con osteociti.Tra cellule e lacune si formano dei canalicoli. I vasi sanguigni e linfatici entrano nell’osso dal periostio sfruttando i canali perforanti (o di Volkmann) perpendicolari alla diafisi; mentre i canali centrali (di Havers) sono paralleli alla lunghezza dell’osso.
Le ossa sono costituite da tessuti irrorati e innervati
Osteoni lamelle di matrice extracellulare concentriche con osteociti.
canali perforanti (o di Volkmann)canali centrali (di Havers)
Il sistema scheletricoRimodellamento delle ossa: ogni anno viene rinnovato il 10% del nostro tessuto osseo.
Viene distrutta la matrice vecchia (osteoclasti) e deposta quella nuova (osteoblasti). Il rimodellamento è stimolato da stress da carico e attività fisica.
Se prevale la demolizione, si rischia l’osteoporosi, incentivata da fattori genetici, fumo, alcol, consumo insufficiente di calcio, ormoni, farmaci e vita sedentaria.
Le articolazioniLe articolazioni sono il punto di incontro tra le ossa, sono più o meno flessibili o stabili.
Possono permettere i movimenti (sinartrosi) o non permetterli (diartrosi).
Sono classificate in base al tipo di tessuto connettivo.
Le articolazioniArticolazioni fibrose: hanno tessuto ricco di fibre collagene, vengono chiamate anche suture, movimento scarso o nullo.
Articolazioni cartilaginee: ossa separate da cartilagine fibrosa o ialina, sono poco mobili.
Articolazioni sinoviali: spazio ben delimitato tra due ossa, detto cavità sinoviale che contiene del liquido, molto flessibili, buona mobilità (ginocchio e spalla).
Le articolazioni sinoviali consentono vari tipi di movimento tra ossa adiacenti, contengono il liquido sinoviale e sono stabilizzate dalla capsula sinoviale.
i menischi sono dischi accessori di cartilagine fibrosa, che favoriscono l’adattamento tra superfici; le borse sono piccole sacche con liquido per proteggere da sfregamento.
Le articolazioni sinoviali
Le articolazioniArticolazioni sinoviali:
• la capsula articolare contiene l’articolazione, e la cartilagine articolare, che riveste le porzioni distali delle ossa, serve a ridurre l’attrito;
• il liquido sinoviale lubrifica l’articolazione, nutre la cartilagine, dopo un trauma aumenta di volume e gonfia la parte lesa;
• i menischi sono dischi accessori di cartilagine fibrosa, che favoriscono l’adattamento tra superfici; le borse sono piccole sacche con liquido per proteggere da sfregamento.
Il sistema muscolareI muscoli sono costituiti da cellule allungate dette fibre muscolari o fibrocellule muscolari lisce.
Nelle cellule ci sono le miofibrille, proteine per la contrazione del muscolo.
Si suddivide in scheletrico, striato e volontario; cardiaco che è striato, ma involontario; liscio e involontario, localizzato negli organi interni, permette il flusso di liquidi tra cavità corporee.
Il sistema muscolareI muscoli scheletrici mantengono la postura, regolano la temperatura corporea e permettono la comunicazione non verbale.
Sono attaccati alle ossa mediante tendini e la loro meccanica si basa su coppia agonista/antagonismo ossia un muscolo si contrae, l’altro si flette.
Il sistema muscolareLa contrazione è un meccanismo «tutto o niente», ogni fibra si contrae o non si contrae. Controllo sulla forza che dipende dalla frequenza dello stimolo nervoso e dal numero di fibre coinvolte.
Vi è una fase di eccitazione seguita da rilassamento, Per mantenere la postura ho alternanza di contrazione e rilassamento che determina il tono muscolare.
Tetano completo o incompleto: quando la frequenza è così alta da non permettere il rilassamento.
Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012
Il sistema muscolare
Il sistema muscolareOgni fibra muscolare è una cellula plurinucleata la cui membrana si chiama sarcolemma. Nel citoplasma ci sono le miofibrille parallele alla lunghezza della cellula.
Ogni miofibrilla, composta da unità dette sarcomeri, è circondata dal reticolo sarcoplasmatico, attraversato da tubi trasversali (sistema T).
Ogni sarcomero è formato da filamenti spessi, costituiti da miosina e filamenti sottili di actina. La linea Z è una zona proteica alla quale sono ancorati i filamenti sottili di sarcomeri adiacenti.
Il sistema muscolare
Il sistema muscolareLa contrazione muscolare dipende dall’interazione di actina e miosina. I filamenti spessi si attaccano a quelli sottili tirandoli verso il centro del sarcomero.
Il sistema muscolare
I filamenti sottili sono ancorati alla linea Z. Le teste della miosina agiscono come enzimi che scindono ATP in ADP fornendo energia.
Le teste della miosina si agganciano all’actina formando un ponte trasversale, la rapida sequenza di aggancio-sgancio fa muovere i filamenti l’uno sull’altro.
Il sistema muscolare
ATP: la sua idrolisi fornisce l’energia necessaria e il suo arrivo libera la testa della miosina dal legame con l’actina per il ciclo successivo.
Troponina: aggregati globulari presenti sulla tropomiosina. Il legame con il calcio ne modifica la conformazione, allontanando la tropomiosina dai siti per la formazione del ponte trasversale.
Tropomiosina: simili a funi sono poste lungo l’actina e bloccano i siti di legame per la formazione dei ponti con la miosina.
Il sistema muscolare
Il sistema muscolareLo ione calcio è responsabile della contrazione, il segnale proviene dal neurone motorio.
Il sistema muscolareIl muscolo può accumulare ATP solo per 5 secondi e se la procura in tre modi:
scissione di creatinfosfato e ADP in creatina e ATP, utile per 15 secondi, si trova nel muscolo;respirazione aerobia, nei mitocondri, utilizza ossigeno e glucosio producendo 36 molecole di ATP, diossido di carbonio e acqua, lento e usato quando siamo a riposo;glicolisi anaerobia, per avere ATP in breve tempo, e quando non sono presenti quantità adeguate di ossigeno e glucosio, produce acido lattico.
Il muscolo cardiaco
Il muscolo cardiaco contiene miofibrille di actina e miosina per questo è striato. Le cellule hanno un unico nucleo e le fibre sono interconnesse tra di loro a livello di dischi intercalari, porzioni di sarcolemma ispessito con giunzioni comunicanti.
Il muscolo cardiaco è caratterizzato da autocontrattilità.
Frequenza nell’uomo adulto di circa 70 battiti al minuto a riposo e involontario , consuma molta ATP grazie alla respirazione aerobia.
La muscolatura lisciaNel muscolo liscio non ci sono sarcomeri e non ha le striature.
Le cellule hanno un nucleo centrale e miofibrille connesse e in grado di contrarsi.
La contrazione è più lenta e lunga. Un movimento tipico è la peristalsi, ossia la progressione del cibo nell’intestino. Esistono fibre muscolari lisce isolate, come quelle dei bulbi piliferi.