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5 C 2009 Sistemi Scheletrico E Muscolare Cap25
 

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    5 C 2009 Sistemi Scheletrico E Muscolare Cap25 5 C 2009 Sistemi Scheletrico E Muscolare Cap25 Presentation Transcript

    • Capitolo 25 I sistemi scheletrico e muscolare 0
    • “ correre” ……..cosa significa?
      • Nel 1872 il governatore dello Stato della California, Leland Stanford, si rivolge a Eadweard Muybridge per sapere se il metodo fotografico è in grado di dimostrare che durante il galoppo di un cavallo esiste un momento in cui tutte e quattro le zampe sono sollevate da terra.
      Muybridge Muybridge nel 1878 riesce a fotografare un cavallo in corsa utilizzando 24 fotocamere, sistemate parallelamente alla direzione del moto dell’animale, che vengono fatte scattare in sequenza da un filo colpito dagli zoccoli del cavallo; la serie di fotografie mostra come gli zoccoli si sollevino effettivamente dal terreno contemporaneamente,
    • Definizione biomedica di: “corsa”
      • Non solleva mai contemporaneamente tutti gli arti, ma il suo corpo compie notevoli balzi a mano a mano che prende velocità (25 km/h)
      L’elefante indiano corre? Questa andatura a balzi è un’altra caratteristica della corsa
    • I meccanismi della mobilità
      • Che un animale cammini, corra, nuoti, strisci, voli oppure muova una sola parte del suo corpo, i sistemi di organi che lavorano in modo coordinato per permettere tutto ciò sono 3:
      • Il sistema nervoso
      • Il sistema muscolare
      • Il sistema scheletrico
      Dirige il lavoro dei muscoli Esercita le forze necessarie al movimento È una struttura rigida e oppone la giusta resistenza al lavoro muscolare
    • Che senso ha studiare i meccanismi della mobilità?
      • La base del movimento nella nostra specie e degli altri animali è la stessa
      L’applicazione degli studi sui meccanismi del movimento in campo medico consentirebbe di aiutare le persone con problemi di motilità
    • Il regno animale
      • È caratterizzato dal movimento:
      • Anche gli organismi sessili, come i poriferi o i polipi dei celentarati o i crinoidei sono mobili durante una fase della loro vita, ad esempio quella larvale.
    • Mobilità e locomozione
      • 25.1 Gli animali hanno evoluto modalità di locomozione molto diversificate a seconda dell’ambiente nel quale vivono
        • Lo spostamento attivo da un luogo a un altro è detto locomozione .
        • Qualsiasi forma di locomozione richiede
        • una spesa energetica da parte dell’animale che deve vincere
        • due forze che tendono a frenarlo:
      • l’attrito
        • e la gravità.
      • Gli animali che nuotano sono sostenuti dall’acqua , ma devono vincere l’attrito , perché l’acqua è più densa dell’aria e oppone una notevole resistenza a un corpo che si sposta al suo interno.
      Il nuoto : - scarsi gli effetti della gravità - notevoli gli effetti dell’attrito viscoso La forma affusolata ed idrodinamica favorisce la velocità nel nuoto Figura 25.1A
    • il nuoto ha seguito diverse strategie evolutive
      • Alcuni artropodi nuotano usando le appendici del corpo come remi
      • I calamari e alcune meduse usano sistemi a propulsione
      • I pesci muovono corpo e coda lateralmente
      • I cetacei producono oscillazioni del corpo dorso-ventrali
      • Nella locomozione sulla terraferma, l’aria oppone una resistenza molto bassa agli spostamenti, ma offre scarso sostegno al corpo dell’animale, che deve quindi provvedere in altro modo a sostenere sé stesso.
      La locomozione terrestre : Occorre energia sia per il movimento sia per non cadere Figura 25.1B, C
    • Muoversi richiede energia
      • Il canguro si sposta soprattutto saltando:
      • I muscoli e i tendini delle zampe posteriori immagazzinano energia, anche quando l’animale atterra, sotto forma di tensione, che liberano nel salto successivo
    • Il mantenimento dell’equilibrio
      • È un altro problema della vita sulla terra ferma
      Che può essere risolto con un basso dispendio energetico se l’animale possiede almeno 3 punti di appoggio
    • I bipedi sono meno stabili
      • E spendono più energia dei quadrupedi per non cadere.
      Durante la corsa, quando tutti gli arti possono essere sollevati, la stabilità del corpo di un animale dipende più dalla velocità che dai punti di appoggio
      • Molti serpenti si muovono con un moto ondulatorio laterale.
      • Il corpo del serpente fa pressione contro il suolo e si sposta in avanti
      Gli animali che strisciano devono vincere la forte resistenza che l’attrito oppone al loro movimento. nei pitoni e nei boa alcuni muscoli fanno muovere le scaglie ventrali in modo che si sollevino dal suolo inclinandole in avanti per poi spingerle nuovamente indietro, questa spinta fa procedere l’animale.
    • Muscolo longitudinale rilassato (disteso) Muscolo circolare contratto Muscolo circolare rilassato Muscolo longitudinale contratto Figura 25.1D
        • I lombrichi si muovono grazie a movimenti peristaltici prodotti da onde ritmiche di contrazioni muscolari.
      • Gli anellidi hanno:
      • ➩ gruppi di fibre
      • circolari
      • e longitudinali
      • ➩ e un sistema di setole per l’ancoraggio al suolo
      Capo Setole
      • Tutti i tipi di ali hanno forme aerodinamiche, hanno cioè una forma in grado di modificare le correnti dell’aria in modo da generare una spinta verso l’alto.
      Figura 25.1E Il volo Solo insetti uccelli chirotteri volano Bordo di attacco spesso Bordo di fuga sottile L’ala è convessa superiormente e concava inferiormente Questa forma costringe l’aria che passa sopra l’ala a percorrere un tragitto più lungo di quella che passa inferiormente Di conseguenza: - l’aria che passa sopra l’ala si dilata producendo una diminuzione della pressione; la maggior pressione sotto l’ala imprime una spinta verso l’alto. Forma aerodinamica
    • Tutti i tipi di movimento animale hanno in comune alcune caratteristiche
      • A livello cellulare, tutte le forme di movimento sono basate sulle caratteristiche:
      • dei microtubuli
      • e dei microfilamenti
    • Il sostegno scheletrico
      • 25.2 Lo scheletro ha funzioni di supporto, mobilità e protezione
      • Uno scheletro svolge molte funzioni:
        • sostiene il corpo;
        • permette il movimento;
        • protegge le parti molli degli animali (gli organi interni).
        • L’ idroscheletro , o scheletro idrostatico , è costituito da un liquido mantenuto sotto pressione all’interno di un compartimento chiuso del corpo.
        • I nematodi,
        • i lombrichi
        • e gli cnidari (come l’idra) hanno uno scheletro idrostatico.
      L’idroscheletro
    • L’idra
      • L’idra spesso resta per ore in questa posizione, stando ferma in attesa che una preda passi nuotando nelle sue vicinanze; se viene disturbata, la sua bocca si apre consentendo all’acqua di fuoriuscire, e i muscoli longitudinali si contraggono facendola accorciare bruscamente 
      Il liquido è contenuto nella cavità gastrovascolare ; quando l’idra chiude la bocca , i muscoli che circondano il suo corpo si contraggono e, a causa dell’incomprimibilità dei liquidi, l’animale si allunga e i tentacoli si estendono. Figura 25.2A
    • L’idroscheletro
      • La maggior parte degli animali dotati di uno scheletro idrostatico ha un corpo molle e flessibile. Oltre ad allungarsi, l’idra può espandere il proprio corpo in modo da contenere la preda ingerita;
      Alcuni vermi possono scavare gallerie nel terreno o vivere in strutture tubulari estendendo il proprio corpo all’esterno per nutrirsi ed effettuare gli scambi gassosi, per poi ritirarsi rapidamente all’interno del tubo se minacciati.
        • Una grande varietà di animali acquatici e terrestri ha uno scheletro rigido esterno, detto esoscheletro .
        • L’esoscheletro è presente negli insetti e in altri artropodi.
      L’esoscheletro Figura 36.13D
    • Muscolatura scheletrica L’esoscheletro Negli artropodi il corpo è formato da parti articolate che si muovono grazie a muscoli i inseriti sulla superficie interna dell’esoscheletro. A livello delle articolazioni delle zampe, l’esoscheletro è sottile e flessibile in modo da rendere possibile un’ampia varietà di movimenti corporei.
    • La muta
      • L’esoscheletro degli artropodi non si accresce insieme all’animale; perciò deve essere periodicamente eliminato (muta) e sostituito da un altro più grande.
      In alcune specie di insetti e in altre specie di artropodi, come per esempio le aragoste e i granchi le mute si succedono per tutta la vita. Figura 25.2B
      • Anche le conchiglie dei molluschi sono esoscheletri ma, a differenza di quelli degli artropodi che contengono la proteina chitina, sono formate da un minerale, il carbonato di calcio.
      La conchiglia è secreta dal mantello, La conchiglia aumenta di diametro perché nuovo materiale viene progressivamente aggiunto al suo margine esterno Conchiglia (un esoscheletro) Mantello Figura 25.2C
      • L’ endoscheletro è un terzo tipo di scheletro formato da elementi di supporto rigidi o coriacei che si trovano tra i tessuti molli dell’animale.
      • Il corpo delle spugne per esempio, è rinforzato da spicole.
      Figura 25.2D L’endoscheletro
        • Gli echinodermi possiedono un endoscheletro formato da dure piastre sottocutanee.
        • I ricci marini possiedono un endoscheletro formato da dure piastre sottocutanee, a cui sono attaccati aculei mobili.
    • I vertebrati
      • L'endoscheletro dei vertebrati è formato da:
      • cartilagine
      • o da una combinazione di cartilagine e osso.
      • I condritti hanno lo scheletro interamente cartilagineo.
    • Il primo sistema di sostegno è la corda dorsale la corda dorsale si forma durante la gastrulazione dal tetto dell’archenteron
    •  
    • Nei cefalocordati rimane l’unico sistema di sostegno. Solo in questi è costituita da cellule muscolari in contrazione a causa della continua stimolazione nervosa
    • In alcuni vertebrati rimane e su di essa si inseriscono i muscoli del tronco
    • È cilindrica, costituita da numerose cellule poliedriche circondate da cellule più piccole e da un guaine connettivali fibrose ed elastiche
    • Il turgore delle cellule, mantenuto contro gradiente, rende la corda rigida e flessibile
    • Nella maggior parte dei vertebrati è sostituita da osso pur rimanendo come residuo in alcuni di essi. Anche nell’uomo rimangono lembi tra vertebra e vertebra
      • La figura mostra la configurazione scheletrica più comune nei vertebrati. Lo scheletro di una rana adulta, come quello di quasi tutti i pesci e dei vertebrati che vivono sulla terraferma, è per la maggior parte costituito da osso ; in questi animali, la cartilagine (in azzurro nella figura) si trova soprattutto nelle aree che necessitano di flessibilità .
      • Costituiscono lo scheletro :
      • ossa
      • cartilagini
      • legamenti
      • articolazioni
      Figura 25.2E
      • Funzioni dell’apparato scheletrico
      • Sostegno : rappresenta il sostegno del capo, del tronco e degli arti
      • Protezione : protegge diversi organi e strutture interne
      • Movimento : i muscoli scheletrici inserendosi sulle ossa tramite
      • tendini consentono spostamenti dell’intero corpo o di parti di esso;
      • le ossa sono le componenti passive, i muscoli sono la componente
      • attiva
      • Riserva : le ossa sono una importante riserva di minerali quali calcio
      • e fosforo
      • Emopoiesi : il midollo osseo presente all’interno di alcune ossa produce le cellule del sangue
    • Cartilagine Fibroblasto Condroblasti condrociti sostegno funzioni : scheletro embrionale allungamento delle ossa (piastra metafisaria) movimento dei capi articolari Non ci sono vasi né nervi E’ soggetta a calcificazione Lo scheletro cartilagineo ( flessibile e resiliente: sopporta urti improvvisi senza rompersi) composizione : MATRICE CELLULE Fibre Sostanza amorfa è un tessuto connettivo
    • Tessuto cartilagineo fibroblasti condroblasti condrociti fibre collagene fibre elastiche cellule La cartilagine è ricoperta da una capsula di tessuto connettivo detta pericondrio che è vascolarizzata
    • CARTILAGINE IALINA: Si trova nell’embrione e nel feto, nelle zone di accrescimento osseo, nelle superfici articolari, coste, laringe, trachea, bronchi , naso. CARTILAGINE ELASTICA: elastica e flessibile, ricchissima di fibre elastiche. Si trova nel padiglione auricolare, epiglottide, tuba di Eustachio. CARTILAGINE FIBROSA: è costituita di grossi fasci fibrosi. Può sopportare grandi sollecitazioni in trazione ed è più “ rigida “ rispetto alle altre due. Costituisce i dischi intervertebrali, menischi articolari, inserzioni tendinee, sinfisi pubica. Cartilagine elastica Cartilagne ialina
      • condrociti in una matrice proteica e polisaccaridica da loro stessi prodotta
      • Fibre di collagene orientate
      Cartilagine ialina pericondrio Nell’embrione Nelle articolazioni e nelle costole Nella laringe e nella trachea Cartilagine fibrosa dischi intervertebrali, menischi articolari, inserzioni tendinee, sinfisi pubica.
    • Tessuto osseo funzione : sostegno meccanico protezione (scatola cranica, costole) permette la locomozione riserva metabolica di sali minerali composizione : Massima resistenza, minimo peso matrice organica: osteoide fibre collagene sostanza amorfa matrice inorganica: apatite fosfato di calcio carbonato di calcio cellule osteoprogenitrici cellule osteoblasti osteociti osteoclasti
    • Lo scheletro osseo Diversi ormoni influenzano la formazione, l’accrescimento e il rimodellamento dell’osso, stimolando o gli osteoblasti o gli osteoclasti, sono: Ormone somatotropo dell’ipofisi Tiroxina della tiroide Tirocalcitonina delle cellule C della tiroide Paratormone delle paratiroide Estrogeni e testosterone delle gonadi
    • Il periostio
      • Il periostio : è una lamina connettivale ,
      • Vascolarizzata e innervata, contiene osteoblasti ed è ancorata al tessuto osseo mediante fibre collagene (fibre perforanti)
      • Micrografia elettronica della matrice ossea :
      • si nota la presenza di microfibrille collagene dalla tipica striatura trasversale
      • e di agglomerati di cristalli aghiformi di apatite ( fosfato di calcio ), fortemente elettrondensi
    • osteone in via di formazione
      • si nota il canale di Havers
      • molto ampio in cui è presente una fila continua di osteoblasti che sta deponendo una nuova lamella concentrica a quelle esistenti.
      • osteoblasi
    •  
    •  
      • osteoblasto (in alto) e osteocita neoformato, racchiuso da matrice ossea mineralizzata e in connessione con l’osteoblasto mediante prolungamenti citoplasmatici.
      Osteoblasto osteocita osteocita osteocita dal cui citoplasma si dipartono numerosi prolungamenti, perlopiù diretti verso gli osteoblasti sovrastanti
      • Un osteoclasto
      • adeso ad una spicola di tessuto osseo in via di riassorbimento
      osteoclasto all’interno di una lacuna Ricostruzione tridimensionale di un osteoclasto nuclei,
    •  
    • Nei pesci solo le pinne anteriori sono articolate ad una cintura, le pinne posteriori sono applicate alla muscolatura
      • 25.3 Lo scheletro umano è una variante particolare di un modello ancestrale
        • Tutti i vertebrati hanno uno scheletro assile che sostiene l’asse, o tronco, del corpo.
        • Lo scheletro assile comprende: il cranio, la colonna vertebrale e una casa toracica.
        • La maggior parte dei vertebrati possiede inoltre delle appendici (braccia, gambe, ali, pinne) sostenute da uno scheletro appendicolare .
    •  
    • Lo scheletro umano (adulto)* è composto da circa 206 ossa che si suddividono in tre categorie: • Ossa lunghe (es. quelle degli arti) • Ossa piatte (cranio, bacino, scapole) • Ossa corte o brevi (vertebre, carpo, tarso, etc.)
    • Ossa lunghe
      • la lunghezza supera la larghezza e lo spessore. Sono di solito quelle degli arti, suddivise in una diafisi e due epifisi (distale e prossimale).
      • lunghezza e larghezza sono pressoché equivalenti, lo spessore è inferiore. Es. bacino.
      Ossa piatte Ossa corte lunghezza, larghezza e spessore si equivalgono. Ossa irregolari
        • Lo scheletro umano:
      Cinto scapolare Figura 25.3A Cranio Alcuni tipi di articolazioni 1 2 3 Clavicola Scapola Sterno Costola Omero Vertebra Radio Ulna Cinto pelvico Carpo Falangi Metacarpo Femore Rotula Tibia Perone Tarso Metatarso Falangi
    • neurocranio splancnocranio
    •  
    • occipitale
    • FACCIA INTERNA Le fosse cerebrali accolgono gli emisferi telencefalici e le fosse cerebellerari accolgono gli emisferi cerebellari .
    • FACCIA ESTERNA Per mezzo dei condili occipitali l'osso occipitale si articola con la prima verterbra cervicale.
    • TEMPORALE faccia laterale della superficie esocranica
    • FACCIA ENDOCRANICA (sostituzione) Etmoide sfenoide
    • nasale lacrimale zigomatico vomere
    • ETMOIDE FACCIA SUPERIORE posto davanti allo sfenoide, delimita le cavità nasali e orbitarie. FACCIA ANTERIORE La crista galli si mette in rapporto anteriormente con l'osso frontale
    • Lordosi cervicale Cifosi dorsale Lordosi lombare Cifosi sacrale Regioni vertebrali Le vertebre sono: 7 cervicali nel collo 12 toraciche nel tronco 5 lombari nella regione lombare 5 sacrali nella pelvi 4 coccigee nella pelvi
    • vertebre
      • Ogni vertebra è composta.
      da un corpo, da un canale vertebrale da un arco neurale con due apofisi traverse e un’apofisi spinosa o processo spinoso.
    • i processi trasversi sono fusi con rudimenti costali, delimitando su ambo i lati un foro trasversario Nelle vertebre cervicali
    • Atlante dente epistrofeo
    • Ernia del disco
    •  
    • Capitello tubercolo
    •  
    •  
    • Acromion Spina Cavità glenoidea Processo coracoideo
    •  
    • Foro otturato acetabolo Cresta iliaca pube ischio
    •  
      • I nostri antenati primitivi erano dei quadrupedi e, di conseguenza, quasi tutte le parti dello scheletro sono cambiate drasticamente durante l’evoluzione, fino a consentire la postura eretta e il bipedismo.
      Figura 25.3B Essere umano (bipede) Babbuino (quadrupede)
      • La versatilità dello scheletro dei vertebrati è in gran parte dovuta alla presenza di articolazioni mobili, mentre dei forti cordoni di tessuto connettivo, i legamenti , tengono insieme le ossa e le loro articolazioni.
      Le articolazioni mettono a contatto due ossa : questo contatto può essere: diretto o mediato da tessuto fibroso o cartilagineo o da liquido.
      • articolazione fibrosa, le ossa sono unite da tessuto fibroso
      • articolazione cartilaginea le ossa sono legate da cartilagine
      • articolazione sinoviale le ossa sono separate da una cavità
      • articolazioni immobili o sinartrosi che legano strettamente i capi ossei, tanto da impedirne i movimenti
      • articolazioni ipomobili o anfiartrosi che permettono movimenti limitati
      • articolazioni mobili o diartrosi che permettono un ampio range di movimento
      Le articolazioni si suddividono dal punto di vista strutturale in: Le articolazioni si suddividono dal punto di vista funzionale in
    • Tipi di Articolazioni principali Spalla ginocchio molto mobile sinoviale diartrosi vertebre poco mobile cartilaginea anfiartrosi cranio fissa fibrosa sinartrosi esempi Grado di movimento Nome strutturale Nome funzionale
    • 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).
    • 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
    • DIARTROSI
      •    - Trocleo-artrosi , una gola concava (troclea) entro la quale si inserisce un una faccia convessa a forma di rocchetto (es.: tra la troclea omerale e l'ulna ). Consente movimenti di flessione ed estensione.  
      •    Enartrosi , superficie sferica (testa) entro una cavità (es.: l'articolazione dell'anca; tra la scapola e l'omero). Consente movimenti di flessione, estensione, abduzione, adduzione, rotazione esterna e rotazione interna.
      Trocoide, un cilindro osseo avvolto da un anello fibroso che scorre su una superficie leggermente cava (es.: tra il capitello del radio e l'ulna ; tra l'atlante l'epistrofeo ). A sella , due superfici aventi ognuna due curvature, una concava e l'altra convessa (es.: tra il carpo ed metacarpo del pollice; tra lo sterno e la clavicola ). Consente movimenti di flessione, estensione, abduzione e adduzione. Ginglimo angolare, Condilo-artrosi, una sporgenza convessa allargata (ovoidale) entro una superficie concava anch'essa allargata (es.:l'articolazione del ginocchio ). Consente movimenti di flessione, estensione, abduzione e adduzione.
    • Esempi di diartrosi Figura 25.3C trocleoartrosi trocoide 1 2 3 Enartrosi (spalla) Articolazione a cerniera (gomito) Articolazione a perno (gomito) Testa dell’omero Scapola Ulna Omero Ulna Radio
      •   Enartrosi , superficie sferica (testa) entro una cavità (es.: l'articolazione dell'anca; tra la scapola e l'omero). Consente movimenti di flessione, estensione, abduzione, adduzione, rotazione esterna e rotazione interna.
      superficie sferica (testa) cavità
    • Trocleo-artrosi troclea rocchetto enartrosi Ginglimo angolare o condilo-artrosi
      •   Condilo-artrosi,
      • una sporgenza convessa allargata (ovoidale) entro una superficie concava
      • anch'essa allargata (es.:l'articolazione del ginocchio ). Consente movimenti di flessione, estensione, abduzione e adduzione
    • Condilo- artrosi o ginglimo-angolare Sporgenza convessa, allargata Superficie concava, allargata
    • condiloartrosi la membrana sinoviale secerne un liquido vischioso che ha lo scopo di facilitare lo scorrimento tra le due superfici a contatto. Struttura schematica di una articolazione la capsula articolare , manicotto di tessuto connettivo denso; i legamenti , possono situarsi all'interno o all'esterno della capsula articolare; i tendini dei muscoli; le cartilagini articolari , generalmente cartilagine ialina o fibrosa, rivestono le superfici articolari. In alcune articolazioni si frappone anche un disco cartilagineo (es.: articolazione del ginocchio).
    • membrana sinoviale tendine del quadricipite capsula articolare e liquido sinoviale
    •  
      • Trocoide,
      • un cilindro osseo avvolto da un anello fibroso che scorre su una superficie leggermente cava (es.: tra il capitello del radio e l'ulna ; tra l'atlante l'epistrofeo ).
      Ulna radio
      • A sella ,
      • due superfici aventi ognuna due curvature, una concava e l'altra convessa (es.: tra il carpo ed metacarpo del pollice; tra lo sterno e la clavicola ). Consente movimenti di flessione, estensione, abduzione e adduzione.
      Ogni superficie ha due curvature Carpo metacarpo
      • 25.4 Le ossa sono organi vivi e complessi
        • Le ossa sono organi complessi, contenenti diversi tipi di tessuti vivi e abbondantemente irrorati di sangue.
        • A entrambe le estremità dell’osso, il tessuto connettivo è sostituito da uno strato di cartilagine, che forma una specie di cuscinetto a livello delle articolazioni.
        • L’osso stesso contiene cellule vive che producono il materiale di cui sono circondate, chiamato matrice ossea .
      • La matrice ossea è composta da fibre flessibili di collagene immerse in una struttura rigida di sali di calcio.
      Cartilagine Vasi sanguigni Tessuto connettivo fibroso Midollo osseo giallo Cavità centrale Tessuto osseo compatto Tessuto osseo spugnoso (contiene il midollo osseo rosso) Cartilagine Figura 25.4
        • Le ossa lunghe, come l’omero, sono attraversate da una cavità centrale contenente il midollo osseo giallo , costituito principalmente da grasso trasportato dal sangue e immagazzinato all’interno delle ossa.
        • Le estremità, o teste, dell’osso possiedono uno strato interno di osso spugnoso con una struttura ad alveare con minuscole cavità che contengono il midollo osseo rosso , un tessuto specializzato nella produzione delle cellule del sangue.
    • L’osso spugnoso è composto da una rete di trabecole si trova sempre all’interno delle ossa. L’osso compatto è formato da colonne ossee parallele riveste sempre la superficie delle ossa. Differenze funzionali l’osso spugnoso si trova in zone in cui le sollecitazioni non sono forti , ma arrivano da diverse direzioni; l’osso spugnoso rende lo scheletro più leggero e permette ai muscoli di muovere le ossa più agevolmente l’osso compatto è più spesso e si trova in regioni molto sollecitate, ma da poche direzioni.
      • La distribuzione delle trabecole dell’osso spugnoso dipende dalle linee di carico
    • E' incredibile come le linee di forza dell'osso stesso, seguano analogamente, la disposizione di quelle portanti di un ponte.
    • Osso compatto Osso spugnoso
    •  
    •  
    •  
    •  
    • Formazione dell’osso Ossificazione 2- indiretta (encondrale) ossa di sostituzione Inizialmente si forma uno scheletro cartilagineo che attraverso dei centri di ossificazione viene poi sostituito da osso; riguarda la gran parte delle ossa 1- diretta (membranosa) ossa di rivestimento l’osso si forma direttamente da osteociti immersi in una matrice connettivale.
    • Ossificazione diretta o membranosa:
      • si nota una trabecola di osso neoformato a cui sono apposti numerosi osteoblasti
      • riuniti in filiere.
    • Ossificazione endocondrale
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    • L’ossificazione dei modelli cartilaginei può essere un processo complicato
    • In azzurro la cartilagine, in rosso l’osso nelle ossa lunghe del braccio e della gamba 3 centri di ossificazione: 1 nella diafisi, 2 nelle epifisi Il processo di ossificazione accompagna l’allungamento finché permangono le cartilagini di congiunzione tra diafisi e epifisi
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    • Ossificazione endocondrale
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    • COLLEGAMENTI
      • 25.5 Fratture e patologie delle ossa
        • Il sistema scheletrico sopporta fino a un certo punto le sollecitazioni: se la forza applicata supera la sua capacità elastica, si verifica una frattura.
        • Le ossa umane sono costituite da tessuti vivi e dinamici che si rinnovano continuamente in un processo di destrutturazione e ricostruzione che funziona piuttosto bene anche per la guarigione delle fratture.
      • Nel caso di fratture, la prima operazione medica da eseguire è rimettere nella sede naturale le ossa eventualmente andate fuori sede e quindi immobilizzarle.
      Figura 25.5A
      • In alcuni casi, le ossa gravemente danneggiate o difettose che non possono essere riparate, possono essere sostituite da protesi artificiali fatte di leghe di cobalto o di titanio.
      Figura 25.5B
      • Il rischio di fratture ossee aumenta in caso di porosità e debolezza ossea. L’ osteoporosi è una malattia caratterizzata da massa ossea ridotta e deterioramento strutturale del tessuto osseo.
      Figura 25.5C Colonizzata SEM 50  Colonizzata SEM 50 
    • Contrazione muscolare e movimento
      • 25.6 Lo scheletro e i muscoli interagiscono per produrre i movimenti del corpo
      • Muovere un braccio in direzioni opposte è possibile grazie alla presenza di coppie di muscoli antagonisti che si inseriscono sulle ossa e che svolgono funzioni opposte.
      Le cellule muscolari sono dette fibre muscolari Bicipite contratto, tricipite rilassato (disteso) Tricipite contratto, bicipite rilassato Bicipite Tricipite Tricipite Bicipite Tendine Figura 25.6A
    • Muscolatura dei visceri e dei vasi sanguigni Contrazione involontaria (innervato dal sist. nervoso autonomo); le cellule non presentano striature (actina e miosina sono presenti ma non sono disposte in modo ordinato) e hanno forma affusolata Liscio                                                                                 Pareti del cuore (miocardio) Contrazione involontaria (innervato dal sist. nervoso autonomo); nelle cellule è presente la tipica struttura scalariforme. Scalariforme cardiaco                                                                  Muscoli scheletrici Contrazione volontaria (innervato dal sist. nervoso centrale); nelle cellule è presente la tipica striatura determinata dall'ordinata disposizione delle proteine contrattili (actina e miosina), le cellule sono di forma cilindrica e sono dette: fibre muscolari Striato scheletrico                                                                     Principale localizzazione Caratteristiche Tessuto muscolare
    • Dai somiti deriva la muscolatura striata Il mesoderma localizzato lateralmente e ventralmente ai somiti origina i muscoli lisci Il tessuto muscolare deriva dal mesoderma
    • Muscolatura striata volontaria
      • I muscoli sono classificati:
      • Secondo criteri morfologici,
      • in base alla funzione
      • in base alla sua posizione o alle strutture sulle quali si inserisce o alle quali è limitrofo
      Es. opponente del mignolo Es. Ileococcigeo Puborettale
    • Muscoli con fasci ad andamento parallelo: Quadrilatero Nastriformi fusiformi Muscoli con fasci ad andamento obliquo : Unipennato Bipennato multipennato Muscoli radiali Muscoli spiraliformi Classificazione dei muscoli secondo criteri morfologici
    •  
    • Estensore lungo del pollice Classificazione dei muscoli in base alla funzione Flessore superficiale delle dita Estensore breve del pollice
    • La contrazione di un muscolo striato è attiva Il rilassamento è passivo
    • Tendini e legamenti
      • leva di terzo genere : la potenza è posta fra fulcro è resistenza
      • sempre svantaggiosa
      Fulcro Braccio resistenza Braccio potenza Se il b. resistenza è molto più lungo si ha il rapido sollevamento di pesi modesti
    • Legamenti della caviglia Tendini Passano al di sotto dei legamenti Tendini, Legamenti
      • Le miofibrille sono formate da unità ripetute chiamate sarcomeri che rappresentano le unità funzionali fondamentali della fibra muscolare.
      Figura 25.7 25.7 Ciascuna cellula muscolare possiede un proprio apparato di contrazione
        • Il muscolo scheletrico (o muscolo striato), è costituito da una struttura gerarchica di filamenti sempre più piccoli.
        • Ogni fibra muscolare è un fascio di miofibrille .
        • La miofribrilla è formata da due tipi di filamenti che si alternano con regolarità: filamenti sottili e filamenti spessi .
        • I filamenti sottili sono costituiti da una coppia di filamenti proteici della proteina actina e da due filamenti di una proteina regolatrice , avvolti tra loro.
        • I filamenti spessi sono formati da diversi filamenti della proteina miosina disposti parallelamente tra loro.
      Sarcomero Linea Z Linea Z Filamenti sottili (actina) Filamenti spessi (miosina) Banda chiara Banda scura Banda chiara Sarcomero TEM 26 000  Linea Z Banda chiara Banda chiara Banda scura Miofibrilla Nuclei Singola fibra muscolare (una cellula) Fascio di fibre muscolari Muscolo
    • La fibra muscolare è formate dalla fusione di cellule precursori è quindi un sincizio  una cellila polinucleata. Non può più dividersi. Ed formata da un insieme di miofibrille
      • 25.8 I muscoli si contraggono quando i filamenti sottili di actina scorrono lungo quelli spessi di miosina
      • Il funzionamento del sarcomero è stato spiegato grazie al modello di scorrimento dei filamenti .
      Sarcomero Banda scura Z Z Sarcomero contratto Muscolo rilassato Muscolo in fase di contrazione Muscolo completamente contratto Figura 25.8A
    • Filamenti spessi = miosina Filamenti sottili = actina Le miofibrille sono formate da unità ripetute chiamate sarcomeri che rappresentano le unità funzionali fondamentali della fibra muscolare. sarcomero
    • Sarcomero A: Scura , anisotropa I: chiara , isotropa Z: linea Z H: nel centro della zona A, è chiara
    • Z Z A H Z Z A Durante la contrazione : la distanza tra le linee Z diminuisce, I diventa più piccolo, H sparisce, ma A rimane pressochè costante I
        • Il meccanismo dello scorrimento dei filamenti in sintesi
      Filamento spesso (miosina) ATP Filamento sottile (actina) Testa della miosina Linea Z ADP P ADP P ADP + P Nuova posizione della linea Z Figura 25.8B Ca 2+ La testa della miosina si lega all’ATP e si stacca da un filamento di actina 1 La scissione dell’ATP « carica » la testa della miosina 2 La testa della miosina, grazie alla presenza di calcio, si attacca a un sito di legame dell’actina 3 Il power stroke fa scorrere il filamento (sottile) di actina. 4
      • quando il muscolo è a riposo i filamenti di tropomiosina sono disposti lungo i filamenti di actina, in maniera tale da schermare i siti in cui si stabilisce la connessione dei ponti con le teste di miosina
      Gli ioni Ca ++ si legano alle molecole di troponina provocano lo slittamento delle molecole di tropomiosina in modo tale da scoprire i siti dei ponti trasversali, posti sulle molecole di actina, queste sono così pronte per stabilire il legame con le molecole di miosina.
    • L’energia necessaria perché avvenga lo scorrimento proviene dall’ATP.
        • Il meccanismo dello scorrimento dei filamenti nel dettaglio
      Attacco : una testa di miosina non legata ad ATP si ancora saldamente all’actina (rigor): stadio breve. Rilascio : l’ ATP si lega alla miosina e provoca un cambiamento conformazionale della miosina nei siti che legano l’actina. Si riduce l’affinità della testa per l’actina e la miosina si stacca .
    • Trazione : la fessura si chiude a conchiglia intorno alla molecola di ATP, provocando un grosso cambiamento di conformazione che fa spostare la testa lungo il filamento di circa 5 nm. L’idrolisi dell’ATP fornisce energia; ADP e Pi restano legati alla miosina Generazione della forza : la testa della miosina si associa debolmente ad un altro sito dell’actina liberato dal Ca ++ . Colpo di potenza (power stroke) : quando l’ADP e il Pi si staccano, la miosina si piega tirando il filamento di actina verso il centro del sarcomero.
    • Dopo il power stroke : altre molecole di ATP si legano alla testa della miosina e il processo si ripete. La testa di miosina si ancora di nuovo saldamente all’actina (rigor) in una posizione più vicina alla linea Z. Ogni filamento spesso contiene circa 350 teste della miosina, ed ogni testa si attacca e si stacca circa 5 volte per secondo durante la contrazione rapida, in modo che in ogni momento ci sono sempre molti ponti intatti.
    • Muscolo cardiaco: non ci sono sincizi, ma giunzioni specializzate tra le cellule distinte.
    • Nel muscolo liscio le cellule sono fusiformi, ed i filamenti di actina e miosina non sono disposti in modo ordinato. La contrazione è più lenta, ma l’ampiezza delle contrazioni è più ampia.
      • I sarcomeri delle fibre muscolari non si contraggono autonomamente ma in seguito alla stimolazione effettuata dai neuroni motori, o motoneuroni .
      • Ciascun neurone motorio stimola più fibre muscolari.
      • Il neurone motorio invia un potenziale d’azione che raggiunge le fibre muscolari, facendo in modo che tutte le fibre dell’unità motoria si contraggano contemporaneamente .
      25.9 I neuroni stimolano la contrazione muscolare
      • Un’unità motoria è costituita da un neurone e da tutte le fibre muscolari da esso controllate.
      Figura 25.9A Osso Tendine Muscolo Giunzioni neuromuscolari Fibre muscolari (cellule) Nuclei Assone del neurone motorio Nervo Corpo cellulare del neurone motorio Midollo spinale Unità motoria 1 Unità motoria 2
    • Il sarcolemma, la membrana esterna che circonda ogni fibra, ha il ruolo di permettere la propagazione dell’onda di potenziale su tutta la superficie della cellula
      • Le sinapsi tra l’assone del neurone motorio e la fibra muscolare avvengono in corrispondenza della giunzione neuromuscolare.
      Ca 2+ rilasciato dal reticolo endoplasmatico Sarcomero Membrana plasmatica Miofibrilla Reticolo endoplasmatico Tubulo Assone del neurone motorio Potenziale d’azione Mitocondrio Figura 25.9B
        • Diffondendo attraverso la giunzione neuromuscolare, l’ acetilcolina determina un cambiamento della permeabilità della membrana plasmatica della fibra muscolare.
        • Il cambiamento di permeabilità fa scattare i potenziali d’azione che passano attraverso la membrana della cellula muscolare, penetrando grazie ai tubuli (introflessioni della membrana plasmatica).
      • Il reticolo endoplasmatico (tubuli T) rilascia ioni Ca++ nel citoplasma che libera un sito di legame sull’actina, rendendo possibile l’unione tra la testa della miosina e l’actina e iniziando la contrazione muscolare.
    • I tubuli T e il reticolo sarcoplasmatico i tubuli T trasmettono il potenziale d’azione in arrivo tramite proteine che aprono i canali del Ca ++ sul reticolo sarcoplasmatico in pochi millisecondi.
    • Regolazione della contrazione da parte degli ioni calcio. il sito di legame della miosina sul filamento di actina è normalmente mascherato dalla tropomiosina , che deve essere rimossa per permettere l’attacco della miosina. In questo modo i siti di legame sull’actina si rendono disponibili al legame con la testa della miosina, permettendo la contrazione. La troponina C (TnC), associa a Ca++ cambia conformazionale e fa muovere la tropomiosina verso il centro dell’elica del filamento sottile.