Sistema locomotore. Tessuto osseo

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1 Sistema locomotore Il sistema locomotore è formato dalle ossa, dalle cartilagini, dalle articolazioni, legamenti e da muscoli e tendini grazie ai quali è possibile il movimento. Tessuto osseo È un tessuto connettivo molto resistente alla pressione ed alla trazione. E formato da cellule ossee (riunite in gruppi), matrice (è mineralizzata/calcificata grazie P, Ca, Mg che danno la durezza,contiene: H 2O al 25%, fibre collagene al 25% e sali minerali, P- Ca-Mg al 50%), fibre collagene (danno elasticità). Per il deposito di questi sali nella matrice è importante la vitamina D che regola la calcificazione e che si forma nel sistema cutaneo,grazie alle radiazioni del sole, a partire da un precursore derivato dal colesterolo. Per un buon processo di calcificazione ci vogliono 3 parti di calcio e 2 di fosforo ( Il calcio è presente nei derivati del latte, il fosforo è maggiormente presente nei formaggi stagionati, cioccolato, pesce, frutta secca). Tutte le ossa sono ricoperte da una membrana di tessuto connettivo fibroso: il periostio.

2 Cellule ossee sono: osteoblasti si trovano tra periostio e osso, formano la nuova matrice che con il tempo si indurisce, formando il nuovo tessuto osseo. Rimangono intrappolati nella matrice e si trasformano in osteociti. osteociti si trovano nel tessuto compatto e spugnoso, sono cellule mature dell osso, che ne mantengono la struttura e che si occupano del metabolismo del tessuto osseo osteoclasti si trovano nel tessuto compatto e spugnoso ( clastos dal latino distruggere ) cellule grandi che demoliscono l osso vecchio. Queste cellule derivano dalla fusione di mastociti e contengono degli enzimi che demoliscono l osso. Tessuto osseo si divide in: compatto (costituisce l 80% del tessuto osseo) parte più resistente, è composto da un certo numero di lamelle (come anelli di una cipolla in maniera concentrica) disposte intorno ai canali di Havers. Attraverso i canali di Havers passano i vasi sanguigni e linfatici e fibre nervose (sangue e linfa portano nutrimento). Osteoni insieme delle lamelle ossee concentriche e del canale di Havers. Tessuto compatto si trova in tutte le ossa nella parte esterna. spugnoso (costituisce il 20% del tessuto osseo) è formato da lamelle che formano tante piccole cavità e trabecole (colonnine) all interno si trova il midollo osseo rosso (con funzione emopoietica cioè produce cellule del sangue: globuli rossi, bianchi, piastrine). Nella cavità interna delle ossa lunghe c è il midollo osseo giallo (grasso). Nel feto anche questa parte contiene midollo rosso, poi già nel neonato comincia a riempirsi di trigliceridi e perde la funzione emopoietica. Il tessuto spugnoso si trova all interno delle ossa corte (brevi), piatte (es.: bacino, costole) e nelle epifisi (estremità delle ossa lunghe). Accrescimento e metabolismo dell osso: fino all età puberale, nelle ossa sono presenti parti di cartilagine che permettono l accrescimento delle ossa. Dopo quest età, anche queste zone si ossificano e la crescita termina. La crescita dell osso è favorita dagli ormoni GH(ipofisi)e T3,T4(tiroide). Ogni 10 anni tutto lo scheletro si rinnova grazie agli osteoblasti. I ogni istante 1/3 del nostro scheletro e in fase di turn-over, cioè rimaneggiamento. La densità della massa ossea dell uomo è maggiore rispetto a quella della donna. La massa ossea è proporzionale alla massa muscolare, quindi perdere massa muscolare significa perdere anche massa ossea. La massima massa ossea si raggiunge intorno ai 20 anni.

3 Fino a questa età, l attività degli osteoblasti è superiore a quella degli osteoclasti. Dai 20 ai 40 anni, la massa ossea è costante. Dopo i 40 anni la massa ossea comincia a calare (soprattutto nella donna dopo la menopausa) la massa ossea diminuisce perché l attività degli osteoblasti diminuisce mentre quella degli osteoclasti rimane uguale. Per rafforzare le ossa e aumentarne di massa serve fare attività fisica soprattutto con i pesi.( Il nuoto invece non lo fa, perché non c è peso sulle ossa quando si nuota. Astronauti possono andare incontro a perdita di massa ossea perché nello spazio non c è gravità). Osteoporosi perdita di massa ossea con assottigliamento dell osso compatto e diradamento delle trabecole dell osso spugnoso- causa fragilità delle ossa con rischio di frattura. Le donne, dopo la menopausa, sono più colpite degli uomini. La prevenzione primaria si fa da 0 a 20 anni per aumentare la massa ossea. Dopo è bene continuare per il mantenimento della massa ossea. Osteopenia diminuzione della massa ossea. Fattori di rischio per la perdita di massa ossea: non modificabili: età familiarità modificabili: alimentazione povera di Ca e P (Ca/P = 3/2) scarsa esposizione solare (per la formazione di vitamina D scarsa attività fisica farmaci (cortisonici ) scarso peso corporeo fumo, alcool (rallentano il ritmo del fissaggio del Ca) serve a fissare il Ca) Densitometria ossea esame che misura la densità dell osso

4 Apparato scheletrico In totale, il numero delle ossa di una persona varia Funzioni dello scheletro: sostegno movimento protezione riserva di calcio, fosforo produzione di cellule del sangue (funzione emopoietica) grazie al midollo rosso presente nel tessuto spugnoso. Ossa piatte (protezione): cranio scapole ossa iliache (bacino) sterno Ossa lunghe(funzioni di leva, movimento): braccia (omero, radio, ulna) gambe (femore, tibia, perone) Ossa corte/brevi (forza, sostegno): vertebre carpo, metacarpo (mano) tarso, metatarso (piede) Ossa irregolari: clavicole mandibola facciali Cranio è composto da ossa piatte saldate tra loro. Lo scopo principale è quello di protezione dell encefalo. Le ossa sono: frontale 2 parietali 2 temporali da cui esce nervo acustico occipitale qui c è una fossa per collegare il midollo osseo al tronco cerebrale sfenoide osso a farfalla che chiude la base della scatola cranica etmoide

5 Queste ossa sono articolate tra di loro grazie alle suture. Nelle ossa del cranio ci sono dei fori che permettono l entrata delle arterie e l uscita dei nervi e delle vene. Nel neonato (entro i 2 anni) sul cranio ci sono parti cartilaginee (6 fontanelle ) che permettono la crescita del cranio e l elasticità del cranio per il passaggio nel canale del parto. Faccia Le ossa sono: zigomatiche 2 nasali vomere mascellare 2 ossa che si fondono insieme 2 palatine mandibola unico osso mobile della faccia ioide si trova nella parte anteriore del collo, non è un osso della faccia ma fa da supporto ai muscoli della lingua. Colonna vertebrale È costituita da vertebre sovrapposte e dai dischi intervertebrali di natura fibrocartilaginea interposti fra le vertebre. La colonna vertebrale presenta (vista lateralmente): lordosi cervicale, cifosi dorsale, lordosi lombare, cifosi sacro-coccigea. Vertebre sono costituite da corpo centrale, dove all esterno è presente osso compatto e all interno osso spugnoso; posteriormente c è l arco vertebrale, che è composto da 3 sporgenze: 1 apofisi spinosa (dorsale), 2 apofisi trasverse (laterali) che servono per agganciare i muscoli dorsali. L Insieme degli archi vertebrali formano il canale vertebrale dove scorre il midollo spinale. Tra una vertebra e l altra ci sono degli spazi da dove escono i nervi spinali (33 paia). Partendo dalla cervicale e scendendo, i corpi vertebrali aumentano di grandezza perché aumenta il carico da sostenere. Le vertebre sono: 7 cervicali iniziano dall osso occipitale. Atlante prima vertebra cervicale. Epistrofeo seconda vertebra cervicale. Atlante ed epistrofeo formano l articolazione della testa e la sostengono. 12 toraciche (dorsali) 5 lombari più grosse. Dalla seconda vertebra lombare non c è più il midollo osseo 5 sacre fuse tra loro. Qui non c è midollo osseo 4-5 coccigee semifuse

6 Gabbia toracica Dalle vertebre toraciche (12) partono 12 paia di costole. Davanti si saldano allo sterno grazie alla cartilagine: le prime 7 paia di costole si agganciano direttamente allo sterno costole vere; 3 paia di costole si agganciano tra loro e poi allo sterno costole false; 2 non si agganciano allo sterno costole fluttuanti. L insieme costole e sterno forma la gabbia toracica. Sotto la cassa toracica c è il diaframma. Tra le costole ci sono i muscoli intercostali Cinto/cingolo scapolare È composto da 2 scapole e 2 clavicole. La clavicola si collega alla scapola, all omero e allo sterno. Funzione dare sostegno alle articolazioni delle braccia e ai muscoli. La scapola è piatta di forma triangolare. Nella cavità della scapola si articola l omero. Funzione protezione, resistenza, permette i movimenti di adduzione, abduzione, rotazione. Arti superiori Inizia con cinto scapolare (2 scapole, 2 clavicole).nella cavità della scapola si inserisce la testa dell omero che si lega grazie ai legamenti. Omero è collegato a 2 ossa: radio (più grosso, allineato con il pollice), ulna (allineato con il mignolo). Poi ci sono le ossa corte del polso che sono molto resistenti e formano le ossa carpali. 5 ossa del palmo costituiscono metacarpo. Falangi (le dita) sono costituite da 3 ossa per ogni dito (falange, falangina, falangetta) e per il pollice solo 2. Ossa del bacino Bacino ha funzione di collegare le gambe al corpo e viceversa. Da sostegno e protezione agli organi addominali. Il bacino è composto da osso sacro, coccige, cintura pelvica. Cintura pelvica è formato da 3 ossa completamente saldate insieme: ileo (simile ad un orecchio), ischio (dove ci appoggiamo quando siamo seduti), pube. Cintura pelvica si salda con l osso sacro posteriormente. Foro acetabolo (saldatura tra 3 ossa) punto di inserimento della testa del femore nella cintura pelvica. Il bacino femminile è più stretto dall alto al basso ma più largo e inclinato in avanti per favorire la gravidanza. Sinfisi pubica articolazione semimobile del bacino. Nella femmina è più larga perciò permette un movimento maggiore dell articolazione rispetto al maschio, utile durante il parto.

7 Arti inferiori Inizia con le ossa del bacino. Nell acetabolo si inserisce la testa del femore. Quando la testa non si inserisce bene, abbiamo la displasia. Si interviene nei primi mesi di vita, rischio zoppia. Femore l osso più lungo di tutto il corpo, sopporta il peso di tutto il corpo. Tutte le ossa lunghe sono costituite da: diafisi (parte lunga), epifisi (estremità). Nel femore, l epifisi è costituita da: grande trocantere, piccolo trocantere, testa. Nell articolazione bassa del femore (tra femore-tibia-perone) c è la rotula serve per fermare articolazione. Dal femore partono le ossa delle gambe: tibia (più grossa, si allinea con alluce), perone/fibula (più sottile e più lungo, allineato con il mignolo). Piede è costituito da un gruppo di ossa che formano il tarso (caviglia) qui si inserisce il tendine più lungo ( tendine di Achille), metatarso (il collo del piede), falangi (3 per tutte le dita, per l alluce 2). Le ossa sono tenute insieme grazie ai legamenti che sono cordoni di tessuto connettivo fibroso molto resistenti. Esistono anche legamenti anulari (forma di anello) che tengono vicine 2 ossa (es.: ulna e radio). Articolazione Articolazione collegamento tra 2 o più ossa. 3 tipi: fisse (suture) nessun movimento (es.: cranio, sterno, osso sacro, bacino) semimobili grazie a una parte fibro-cartilaginea c è una ridotta mobilità (es.: costole, sinfisi pubica, dischi intervertebrali). Articolazione della colonna vertebrale Tra le vertebre c è un disco cartilagineo dentro al quale c è una sostanza gelatinosa nucleo polposo. Scopo: ammortizzare gli urti. L Articolazione della colonna vertebrale è semimobile e grazie alla sua lunghezza (determinata dalle tante vertebre) permette un movimento ampio. Ernia del disco il disco vertebrale si schiaccia ed esce il nucleo polposo che tocca il nervo (dà dolore). Più colpite sono la zona cervicale e lombare. In conseguenza più rigidità. mobili (sinoviali) grazie a capsula articolare (costituita da membrana sinoviale, cartilagine articolare, liquido sinoviale) e una serie di legamenti (mantengono unite le ossa durante il movimento) permette una più ampia mobilità (es.: dita della mano, gomito, ginocchio, spalla)

8 Cartilagine articolare impedisce lo sfregamento tra un osso e l altro. Può consumarsi con il tempo. Fattori che possono consumare la cartilagine articolare sono: lavori usuranti, eccessivo peso corporeo, carichi scorretti, scoliosi, certi sport a livello agonistico, età. L usura della cartilagine porta ad artrosi. Se manca cartilagine, in quel punto viene prodotto osso e i due capi possono saldarsi e questo blocca il movimento. Membrana sinoviale produce liquido sinoviale che riempie tutta la capsula che ha funzioni di lubrificante e permette maggiore movimento, ammortizzante, nutriente. Artrosi quando si consuma il tessuto cartilagineo a livello articolare. Sistema muscolare 3 tipi di tessuto muscolare: Liscio (dei visceri) costituisce le pareti degli organi cavi: stomaco, vasi sanguigni, apparato respiratorio (trachea, bronchi). È involontario, controllato da sistema autonomo, attraverso 2 neurotrasmettitori: adrenalina, che stimola la muscolatura liscia in caso di stress; acetilcolina stimola la muscolatura liscia in caso di riposo. La contrazione è lunga e lenta. Cardiaco è muscolo intermedio tra liscio e striato, sono presenti bande chiare e scure. È involontario, contrazione rapida e intensa (es.: solo nel miocardio). Scheletrico (striato) è volontario, controllato dalla corteccia cerebrale, attraverso il neurotrasmettitore acetilcolina, che stimola la contrazione di actina e miosina sia in caso di attività che di riposo. La contrazione è rapida ed intensa. Qui sono presenti bande chiare e scure.

9 Funzioni del muscolo scheletrico: movimento, mantenimento della postura, protezione, produzione di calore (per mantenere la temperatura corporea, i muscoli scaldano i vasi sanguigni e quelli trasportano il calore in tutte le parti del corpo). Quando viene liberata ATP si produce energia meccanica per il movimento 25% e energia termica- calore con una perdita di energia 75%.( Quando abbiamo freddo ci viene la pelle d oca, cioè si alzano i peli e si chiudono i pori. Questo evita la perdita di calore sotto forma di sudore. Poi tremiamo, cioè i muscoli si contraggono producendo il calore). Struttura di un muscolo striato-il muscolo è rivestito da una membrana connettiva epimisio. Nel muscolo scheletrico ci sono fibrocellule (fibre muscolare striate). Un insieme di fibrocellule è rivestito da una membrana perimisio.le fibre dell epimisio e del perimisio continuano nei tendini. Il tendine a sua volta si aggancia al periostio membrana dell osso. Ogni fibrocellula è rivestita da una membrana endomisio. Dentro ogni fibrocellula ci sono da 100 a 250 miofibrille. Le Miofibrille contengono i sarcomeri (unità fondamentale della contrazione). Il sarcomero è costituito da filamenti proteici: actina (sottili) e miosina (grosse). Se il muscolo è stimolato dall acetilcolina (neurotrasmettitore liberato dalla placca motrice della fibra nervosa) i filamenti di miosina attirano quelli di actina, provocando accorciamento del sarcomero e quindi il movimento muscolare (contrazione). Quando un muscolo si contrae, il glicogeno (zucchero di riserva) viene immediatamente diviso in molecole di glucosio e queste ultime vengono utilizzate dalle cellule muscolari per produrre ATP attraverso la respirazione cellulare, che avviene nei mitocondri presenti nelle cellule muscolari. Inoltre è presente nel muscolo un tipo di proteina, mioglobina, che trasporta O 2 dal sangue al muscolo e contiene Fe (da il colore al muscolo). La forza della contrazione muscolare non è data dal grado di contrazione di actina e miosina, ma dal numero delle fibrocellule attivate. L impulso del movimento parte dalla corteccia motoria. La corteccia motoria invia l impulso sulla quantità di forza da usare al midollo spinale, l impulso prosegue nei nervi spinali (motori) che escono dalla colonna vertebrale fino a raggiungere il muscolo nella placca motoria-sinapsi tra le terminazioni nervose e il muscolo. Ogni fibrocellula è raggiunta da una fibra nervosa e controllata da una propria placca motrice. Le fibre nervose liberano acetilcolina, che stimola le miofibrille necessarie, provocando accorciamento del sarcomero e quindi il muscolo si contrae. Se faccio movimenti poco impegnativi si attivano poche miofibrille, quelle non attivate col tempo regrediscono e vengono sostituite da tessuto connettivo fibroso o da tessuto adiposo. Formazione dell ATP: nel citoplasma- senza O 2 (attività anaerobica) C 6H 12O 6 2 molecole acido lattico + 2ATP -> Questo avviene quando facciamo un attività fisica molto intensa che porta a stanchezza ed affaticamento nel mitocondrio- con O 2 (attività aerobica) C 6 H 12 O 6 +6O 2 6CO 2 +6 H 2 O + 36 ATP -> Questo avviene quando facciamo un attività leggera ma costante per permettere all ossigeno di arrivare ai muscoli. L ossigeno al muscolo arriva attraverso il sangue (emoglobina- porta ossigeno) e la mioglobinamolecola che si trova sulle fibre muscolari e che lega l ossigeno di scorta. Mioglobina mio = muscolo; Fibre rosse contengono tanta mioglobina, fibre bianche ne contengono poca Emoglobina emo = sangue; Le cellule muscolari non possono riprodursi, ma grazie all attività fisica le miofibrille aumentano di volume.

10 La nostra muscolatura non è mai completamente rilassata. Anche quando il muscolo non è contatto un certo numero di cellule muscolari vengono attivate involontariamente e in modo alternato (non sono sempre le stesse miofibrille a contrarsi). Tono muscolare è una leggera contrazione che ci permette di mantenere l allineamento del corpo e la postura. È involontaria ed è controllata dal tronco cerebrale. Esistono vari disturbi motori che possono causare la modificazione del tono muscolare. Ipertono muscolare- è una eccessiva contrazione (ragidità dei muscoli) che avviene nelle paralisi spastiche. Ipotono muscolare- il tono muscolare non è sufficiente, perche i muscoli sono molto rilassati (debolezza muscolare), causano la paralisi flaccida. Classificazione dei muscoli Nel corpo umano sono presenti più di 400 muscoli. Per la forma: lunghi (bicipiti, tricipiti, delle gambe ) larghi (trapezio ) corti orbicolari (degli occhi, delle labbra) Per funzione: rotatori - producono un movimento di rotazione flessori - avvicinano un osso ad altro estensori - allontanano un osso da un altro adduttori- interno coscia o braccio, si attivano durante l avvicinamento dell arto al corpo abduttori- esterno coscia o braccio, si attivano durante l allontanamento dell arto dal corpo

11 elevatori - che alzano abbassatori - che portano in basso Proprietà dei muscoli : elasticità, tonicità,contrattilità I muscoli, per permettere il movimento, devono prendere il contatto con le ossa e lo fanno attraverso i tendini - tessuto connettivo ricco di fibre collagene. Gli unici muscoli che non si legano alle ossa attraverso i tendini sono muscoli mimici ( non confondere con quelli della faccia). I muscoli mimici si trovano nel derma e si inseriscono nel sottocutaneo. Se i muscoli mimici non vengono usati la persona perde la capacità espressiva(es. Parkinson). Gli animali hanno più muscoli mimici, perciò hanno sviluppato maggiormente la capacità mimica.