Sistema motore Impalcatura di sostegno

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1 La contrazione muscolare (elemento attivo) non avrebbe alcun effetto utile se non agisse su un sistema rigido ed indeformabile: l osso Sistema motore Impalcatura di sostegno

2 Appartiene alla categoria dei tessuti a funzione meccanica : connettivi I connettivi sono costituiti da : cellule matrice extracellulare (fibre collagene e sostanza fondamentale) Connettivi

3 Sostanza fondamentale e fibre collagene costituiscono il prodotto di elaborazione delle cellule fisse del connettivo: fibroblasti C o n n e tt i v i

4 Tessuti connettivi Tessuto adiposo, tendineo, legamentoso, cartilagineo,osseo, ecc. Le differenze sono dovute ad una diversa quantità di fibre collagene ed ad un loro diverso orientamento, ad una diverso tipo e quantità di cellule.

5 Connettivo: comprende una serie di tipi di tessuti Tessuto connettivo vero e proprio, cartilagine, osso. Originano dal tessuto mesenchimale embrionale Il tessuto connettivo comprende una serie di tipi istologici definiti (determinabili dalla quota dei vari componenti che costituiscono il tessuto)

6 Tessuto connettivo lasso Tessuto connettivo denso In rapporto alla proporzione ed alla densità della componente fibrosa del tessuto Connettivo

7 Connettivo Può avere un ordinamento regolare (tendine) Ordinamento irregolare (derma) Spesso una componente del tessuto connettivo è predominante (cellule adipose nel tessuto adiposo)

8 Connettivo: tipo istologico Cellule: fibroblasti (sintetizzano il collageno), cellule adipose, macrofagi, mastociti, plasmacellule, alcuni leucociti. Matrice extracellulare: * fibre collagene,elastiche,reticolari * proteoglicani: mucopolisaccaridi (glicosaminoglicani) solfati e non solfati (condroitina, acido ialuronico)

9 Connettivo Contiene vasi sanguigni, linfatici e nervi con estrema variabilità La composizione e l organizzazione di un particolare tipo di tessuto connettivo dipende in gran pare dalla sua funzione: T.c. lasso o areolare: nelle zone dell organismo dove è necessario accumulare materiale.e ben vascolarizzato e ricco di cellule.la componente fibrosa varia per quanto riguarda la quantità e l orientamento a seconda delle sollecitazioni meccaniche (es. tessuto adiposo)

10 Connettivo T.c. denso: scarsamente vascolarizzato elementi predominanti: fasci paralleli di fibre collagene fittemente addensate con fibroblasti con nuclei allungati, apparentemente inattivi (tendini e legamenti). I fibroblasti dopo trauma tendono a formare noduli di tessuto osseo o cartilagineo

11 Osso Fibre collagene a varia disposizione Sostanza fondamentale Cellule: Osteociti, osteoclasti Alta differenziazione per la presenza di cristalli di calcio e magnesio nella sostanza fondamentale e le fibre collagene (alto grado di resistenza a tutte le forze che tendono a mutarne la forma)

12 Osso Componente organica essenzialmente proteica (osseina) * fibre collagene * sostanza fondamentale Componente minerale inorganica * Sali di calcio (fosfato tricalcico, carbonato di calcio, carbonato di magnesio)

13 Lamella ossea Unità strutturale elementare dell osso Un fascio di fibre collagene orientate nello stesso modo e cementate dai sali minerali Dalla diversa disposizione delle lamelle due tipi fondamentali di struttura: spugnosa compatta

14 Osso spugnoso Disposizione delle lamelle secondo struttura a reticolo tridimensionale (trabecole ossee)

15 Osso spugnoso Le maglie possono assumere varie dimensioni in rapporto alle influenze ormonali e dinamiche.

16 Osso compatto Disposizione concentrica delle lamelle che assumono singolarmente una conformazione cilindrica cava e si compenetrano l una nell altra. Grosso cilindro composta da più gusci lamellari concentrici: osteone

17 Sono vicini uno all altro Si possono anastomizzare fra loro (lunghezza di vari cm.) E cavo all interno e percorso da un canale centrale (canale di Havers) dove sono accolti vasi e nervi. osteoni

18 Osteoporosi senile dopo i 70 anni 2 volte più frequente nelle donne osso trabecolare e corticale menopausa ed invecchiamento collo femore, pelvi, colonna vertebrale

19 Fra gli osteoni gruppi di lamelle ossee che non hanno una struttura tubulare vera e propria : sistemi interstiziali. Derivano dalla distruzione di osteoni vecchi: rimaneggiamento osseo. Le lamelle più esterne dell osso compatto assumono un decorso circolare: lamelle circonferenziali

20 Osteoni (osso compatto) Lamelle (reticolo osso spugnoso) Sono orientate in modo da opporsi alle sollecitazioni: * trazione * flessione * torsione

21 Osteoni e lamelle sono ordinati in sistemi traiettoriali che riproducono le linee di forza cui l osso è sottoposto

22 Livelli do organizzazione strutturale 1 ordine: osso compatto.osso spugnoso 2 ordine: relative alla disposizione delle lamelle. Sistemi: Concentrici (osso haversiano), Interstiziali, Reticolari

23 Livelli do organizzazione strutturale 3 ordine: struttura microscopica dell osso: cellule, sostanza fondamentale, orientamento delle fibre collagene

24 Livelli do organizzazione strutturale 4 ordine: struttura submicroscopica: composizione della sostanza findamentale,dei Sali minerali, ecc.

25 Numero: 206 Ossa Solo 177 sono impegnate nei movimenti volontari Lo scheletro si può suddividere in: porzione assiale (colonna vertebrale, sterno, costole) appendici (ossa degli arti) bacino (collegamento)

26 Studio descrittivo delle ossa Posizione, forma generale, particolarità della superficie,generalmente determinata dal rapporto con gli altri organi Sporgenze dovute all inserzione di tendini e di legamenti,solchi e canali: processi, apofisi, tuberosità, tubercoli, spine, creste.

27 Tipi di Ossa Varietà di forma e di dimensioni LUNGHE : sviluppate nel senso della lunghezza.corpo cilindrico o prismatico (diafisi) con rigonfiamento alle due estremità (epifisi). La diafisi è provvista di pareti spesse che delimitano una cavità centrale detta canale midollare. fra la epifisi e la diafisi: tratto di congiunzione: metafisi clavicola, omero, ulna, radio, metacarpi, falangi estremità superiore, femore, tibia, perone, metatarsi, falangi estremità inferiore

28 BREVI: relativamente piccole,di aspetto massiccio,solido,svi luppate quasi egualmente nei vari diametri (vertebre) vertebre, ossa del carpo e del tarso,calcagno, astragalo) Tipi di Ossa

29 Tipi di Ossa PIATTE: sono estese in superficie. Sono costituite da 2 lamine di osso compatto che racchiudono un esile strato di tessuto spugnoso. sterno, scapole, coste, pelvi, rotula Una particolare struttura possiedono le ossa della volta cranica (frontale, parietale, occipitale): il tessuto interposto tra le due lamine presenta una particolare densità e robustezza (diploe cranica) IRREGOLARI: ossa della colonna vertebrale, sacro, coccige.

30 Nello scheletro in accrescimento la metafisi è in parte occupata dalla cartilagine di accrescimento o di coniugazione: il luogo dove avviene l accrescimento dell osso. Metafisi

31 Dalle trasformazioni della cartilagine di coniugazione dipende l accrescimento in lunghezza ndell osso Presenza: segno che non si è ultimato l accrescimento. Assenza: cartilagini ossificate; ogni ulteriore accrescimento diventa impossibile.la metafisi, più che una entità anatomica, costituisce una regione topografica dell osso

32 Evitare gli sport violenti prima della maturazione completa delle ossa. Non pregiudizievole per sport individuali In quelli che comportano il rischio di contatti violenti (calcio, pugilato, ecc.) ci possono essere conseguenze serie. Utili equipaggiamenti protettivi con caratteristiche tecniche elevate. Epifisi

33 La diafisi è costituita da osso compatto:ha una l struttura osteonica. Le epifisi sono costituite da osso spugnoso rivestito in superficie da esile strato di tessuto compatto e di cartilagine Il cilindro diafisario è cavo all interno (canale diafisario)

34 Canale diafisario Nel canale diafisario e tra le maglie della spongiosa epifisaria: midollo osseo. MO : sostanza ricca di cellule reticolo istiocitarie fondamentalmente deputate alla produzione degli elementi figurati del sangue (globuli rossi e globuli bianchi)

35 Midollo rosso: nelle epifisi. le cellule sono in attività. Partecipano alla emopoiesi Midollo giallo: nella diafisi. Le cellule sono inattive ed in gran parte trasformate in cellule grasse

36 periostio La superficie dell osso, eccetto nei punti ricoperti da cartilagine, è avvolta da un manicotto fibroso detto periostio che ha influenze trofiche e rigenerative sull osso. E costituito da un strato superficiale con molte fibre collagene ed uno strato profondo in grado di produrre osteoblasti

37 periostio Aderisce all osso con fini prolungamenti che penetrano in profondità E dotato di una ricca vascolarizzazione ed innervazione con recettori sensitivi responsabili del dolore osseo

38 Funzioni dell osso Proteggere organi delicati Dare sostegno rigido ai segmenti corporei Offrire la possibilità di inserzione a muscoli e elgamenti fun zionando come leva Fabbricare gli elementi rossi del sangue

39 Ossificazione: deposizione dei Sali di calcio nella matrice organica Può avvenire entro una membrana connettivale preesistente oppure (intramembranosa) oppure entro un modello cartilagineo (encondrale) Le ossa lunghe nel contesto di un modello cartilagineo che compare nella vita embrionale

40 Tra osso diafisario ed epifisario vi è la cartilagine di coniugazione che consente l allungamento dell osso fino alla sua saldatura ed ossificazione che avviene al termine dell accrescimento L aumento del diametro dell osso avviene più lentamente attraverso l apposizione dell osso da parte del periostio mentre parallelamente si verifica un riassorbimento a livello della cavità midollare

41 L accrescimento dell osso si conclude praticamente intorno ai anni Nelle femmine è più precoce Stato di salute, nutrizione,differenze razziali, geografiche, ereditarie possono influire sull età in cui l ossificazione completa viene raggiunta

42 Fattori traumatici o chirurgici possono rallentare o bloccare l accrescimento osseo agendo a livello delle cartilagini epifisarie

43 Asse meccanico dell osso Le ossa svolgono la funzione di leve AMO o di un segmento del corpo è la linea retta che unisce i centri delle articolazioni poste alle sue estremità; o se si tratta di un segmento terminale,la parte centrale dell estremità distale con quella dell articolazione prossimale.

44 L osso è una struttura poco elastica Elasticità dell osso

45 Proprietà fisiche dell osso Elasticità: se sottoponiamo un corpo ad una forza traente che agisca lungo il proprio asse possiamo valutare il suo modulo di elasticità. Modulo di elasticità (Yung): è espresso dalla forza che per unità di superficie raddoppia la lunghezza originaria del corpo

46 Quasi tutti i corpi si spezzano prima di raggiungere un simile allungamento: il punto di frattura può essere valutato come una frazione del modulo di elasticità

47 Il modulo di elasticità dell osso alle sollecitazioni flessione in varia con l età: neonato: basso ( osso molto elastico perché scarsamente mineralizzato.la componente organica collagena si lascia facilmente modificare dalle forze flettenti per poi riprendere la sua primitiva forma. Vecchio: osteoporosi (rarefazione dell osso tanto nella componente organica che minerale)

48 L osso ha una struttura scarsamente elastica. Si lascia deformare solo quando su di esso agiscono forze di notevole intensità. Ha un modulo di elasticità molto alto. Le forze che agiscono sull osso determinano non tanto una trazione quanto più frequentemente, una compressione, flessione, e torsione

49 Carico di rottura per unità di superficie : Adulto : 9-12 Kg. per mm.quadrato Vecchio: 6-7 Kg. Per mm.quadrato. Nell osso intero la resistenza alla trazione è assai più considerevole: omero 800 Kg; femore 1500 Kg. L allungamento in tali condizioni è solo la 200 esima parte della lunghezza iniziale

50 Distribuzione delle forze nell osso sottoposto ad un momento flettente Elementi anatomici strutturali Dal lato della convessità sono sollecitati a distendersi Dal lato della concavità sono subiscono forze pressorie Fra i due estremi zone dove le forze che agiscono sull osso si fanno sempre più piccole e tendono ad elidersi

51 Asse neutro: il punto in cui le forze di pressione e di trazione sono in equilibrio. In questo punto gli elementi strutturali non subiscono alcuna sollecitazione: canale midollare. Le zone poste sull asse neutro si riassorbono non avendo alcuna funzione meccanica Massima solidità della struttura con minimo dispendio di materiale: maggiore leggerezza

52 Tra le forze che si esercitano sulle opposte pareti dell osso esiste un asse o zona neutrale, cioè non sottoposta a sollecitazioni. Si rinforzano pertanto le pareti dell osso (compatta), mentre nel suo interno non occorrono particolari strutture resistenti in quanto vi si localizza la zona neutrale (cavità midollare)

53 Adattamento della morfologia e della costituzione scheletrica alle forze meccaniche Rimaneggiamento strutturale dell osso ( fratture) Modifica dell asse dell arto inferiore nel bambino.

54 Foto bimbi

55 Proprietà fisiche dell osso Resistenza alla compressione. L osso offre grande resistenza per la presenza dei sali minerali

56 Proprietà fisiche dell osso Resistenza alla flessione: deriva dall orientamento delle lamelle ossee secondo linee traiettoriali di forza.

57 Proprietà fisiche dell osso Resistenza alla torsione: sul segmento osseo agisce una coppia di forze poste su piani paralleli ad angolo retto rispetto all asse

58 I movimenti di torsione sono provocati da coppie di forze agenti su piani paralleli ed ortogonali all asse diafisario.

59 Spesso una frattura si ha per l azione di forze minori in quanto alla compressione di associala flessione e la torsione

60 La funzione delle parti molli che circondano le strutture ossee è protettiva in quanto ammortizzano le forze esterne riducendone gli effetti negativi (dischi intervertebrali)

61 Sollecitazioni meccaniche: forza di gravità o forze che provengono dall esterno Bisogna tenere presenti le forze interne rappresentate dai muscoli che, inseriti alle leve ossee esercitano sulle stesse notevoli forze traenti

62 Spesso le forze muscolari vengono usate per equilibrare gli stress distensivi, compressivi causati sull osso dalla gravità

63 Durante l appoggio monolaterale il femore subisce sollecitazioni gravitarie di tipo compressivo sulla faccia mediale e di tipo distensivo sulla faccia laterale. Il tensore della fascia lata che mette in tensione il tratto ileotibiale tende ad equilibrare gli effetti della gravità determinando una compressione sulla faccia laterale e quindi una tensione sulla faccia mediale del femore

64 Teoria delle colonne applicata all osso Le forze di carico che agiscono sull osso condizionano curve, inflessioni, variazioni dinamometriche. Il carico non è uniformemente distribuito ma è eccentrico rispetto all asse anatomico Il carico condiziona variazioni di forma che significano un adattamento funzionale

65 Colonna fissata alla base e libera di oscillare in alto. Viene applicato un peso centrato od eccentrico Si inflette con un andamento sinusoidale L inflessione riguarda solo la metà superiore e lo spostameto dell asse verticale è massimo in corrispondenza del capitello.

66 Se la colonna è libera su entrambe le estremità Linea di inflessione: sinusoide la cui altezza è pari all altezza della colonna

67 Se la colonna è fissata alle estremità la simusoide ha ampiezza pari alla metà dell altezza della colonna ed occupa il tratto intermedio

68 Nel corpo umano le modalità e l entità dello spostamento variano in relazione alla mobilità o fissità dei loro estremi

69 Piano frontale: colonna caricata eccentricamente fissata alla base e libera in alto :curva a convessità laterale Piano sagittale: colonna libera alle due estremità: convessità anteriore Maggiore densità ossea sulle superfici convesse Femore

70 Morfologia dell osso Facoltà dell osso di adattarsi continuamente alle forze che su di esso agiscono secondo il principio meccanico: Massima robustezza con minima quantità di materiale Ciascun punto della struttura presenta le medesime proprietà fisiche e le medesime caratteristiche di elasticità in tutte le direzioni