Conoscere il corpo umano

Conoscere il corpo umano CONOSCERE IL CORPO UMANO PARTE 3 DOCENTE: Prof. ssatozzi Carla CLASSE: 1G/Sport A.S. 2007-2008 68

CONOSCERE IL CORPO UMANO: APPARATO ARTICOLARE LE ARTICOLAZIONI Le articolazioni hanno la funzione di unire le terminazioni ossee tra di loro garantendo uno o più gradi di libertà. Tale funzione deve garantire anche che lo scheletro possa espletare la sua funzione di sostegno e protezione. Le articolazioni hanno anche il compito di parte passiva nella mobilità dell'organismo. 69

CONOSCERE IL CORPO UMANO: APPARATO ARTICOLARE Struttura delle Articolazioni CAPSULA ARTICOLARE è costituita da un manicotto di tessuto connettivo denso, che si inserisce tra i segmenti ossei in connessione rivestendo completamente l'articolazione. LEGAMENTI sono sostanzialmente dei cordoni connettivali che uniscono un capo osseo con l'altro. Sono molto resistenti e possono situarsi all'interno o all'esterno della capsula articolare. TENDINI i tendini dei muscoli, che si inseriscono direttamente sulle ossa, servono a stabilizzare l articolazione ed a trasmettere le forze tra gli elementi che mettono in connessione. CARTILAGINI ARTICOLARI rivestono le superfici articolari. La cartilagine articolare è soffice, comprimibile, estensibile e deformabile. Inoltre tende a riacquistare sempre il suo spessore di riposo. MEMBRANA SINOVIALE secerne un liquido vischioso (LIQUIDO SINOVIALE)che ha lo scopo di facilitare lo scorrimento tra le due superfici a contatto. In sostanza ha la stessa funzione di un lubrificante su di un cuscinetto 70

CONOSCERE IL CORPO UMANO: APPARATO ARTICOLARE Classificazione delle Articolazioni Sinartrosi (articolazioni immobili) le ossa sono unite da tessuto osseo, cartilagineo e connettivo (es: Cranio) Anfiartrosi (articolazioni semimobili) superfici ossee pianeggianti sono unite da dischi di cartilagine (es: Vertebre) Diartrosi (ampi movimenti) i capi ossei sono a contatto mediante superfici articolari e circondati da un manicotto di tessuto connettivo che delimita la cavità articolare Vertebre 71

CONOSCERE IL CORPO UMANO: APPARATO ARTICOLARE FLESSIONE ESTENSIONE PRONAZIONE - SUPINAZIONE FLESSIONE ESTENSIONE ABDUZIONE - ADDUZIONE FLESSIONE ESTENSIONE ABDUZIONE - ADDUZIONE FLESSIONE ESTENSIONE ABDUZIONE ADDUZIONE ROTAZIONE ESTERNA e INTERNA SCIVOLAMENTO DEI DUE CAPI ARTICOLARI 72

CONOSCERE IL CORPO UMANO: APPARATO ARTICOLARE Classificazione delle Articolazioni 73

Articolazione del gomito CONOSCERE IL CORPO UMANO: APPARATO ARTICOLARE Articolazione del ginocchio 74

CONOSCERE IL CORPO UMANO: APPARATO ARTICOLARE Articolazioni Articolazione coxo - femorale (dell anca) Articolazione scapolo - omerale (della spalla) Articolazioni della mano 75

CONOSCERE IL CORPO UMANO: APPARATO SCHELETRICO Contengono OSSEINA CALCIO MIDOLLO OSSEO Produce CELLULE del SANGUE 76

Osso L osso è composto principalmente di cellule e di una Matrice Extracellulare di natura prevalentemente collagenica (prevalentemente Collagene I) chiamata OSTEOIDE, che diventa mineralizzata per deposizione di Calcio e Fosfato (conferendo all osso la sua rigidità e resistenza), che imprigiona le cellule che l hanno prodotta. Duro ma con capacità dinamiche: è in grado di rinnovarsi in relazione alle forze 77 che agiscono su di esso.

Osso La parte CORTICALE DELL OSSO è costituita da un involucro esterno di osso compatto ed è rivestita da uno strato di connettivo denso, il PERIOSTIO (membrana che riveste totalmente le ossa), su cui sono inseriti muscoli, tendini e legamenti. La parte MIDOLLARE DELL OSSO è costituita da osso trabecolare, spugnoso ed è rivestita da un delicato strato di tessuto connettivo chiamato ENDOSTIO (membrana che riveste il canale midollare). Sia PERIOSTIO che ENDOSTIO contengono Cellule Osteoprogenitrici e Osteoblasti, responsabili della crescita, del rimodellamento e della riparazione delle fratture ossee. 78

Nell osso, oltre ai componenti duri (tessuto osseo) finora descritti si trovano le cosiddette parti molli, di cui fanno parte il periostio, la cartilagine ialina che riveste le superfici articolari libere, nonché il midollo osseo. Per mezzo di queste parti le singole ossa dell organismo vivente rappresentano veri e propri organi. La superficie esterna dell osso, eccezion fatta per le superfici articolari rivestite da cartilagine, è avvolta da una membrana ricca di vasi sanguigni e linfatici e di fibre nervose: il periostio. In esso, fibre nervose sensitive costituiscono plessi nervosi responsabili della sensibilità al dolore in caso di traumi o danni da sovraccarico. Le superfici articolari sono rivestite da cartilagine ialina bianco-azzurrastra opalescente, dotata di particolare resistenza alla pressione ed al taglio, tanto più di una certa elasticità. Grazie al rivestimento cartilagineo è assicurato un migliore scivolamento a livello delle superfici articolari, con eliminazione degli attriti. Le cavità interne dell osso sono occupate dal midollo osseo che può essere rosso, giallo oppure gelatinoso. Il midollo rosso ha il compito di formare gli elementi figurati del sangue; Il midollo giallo è circostanze, può trasformarsi in midollo rosso a funzione emopoietica; Il midollo gelatinoso è presente unicamente nelle persone anziane. prevalentemente formato da grasso e, in particolari 79

PERIOSTIO e ENDOSTIO 80

PERIOSTIO ENDOSTIO La superficie esterna dell osso è, infatti, rivestita da uno strato di connettivo denso vascolarizzato detto PERIOSTIO; le cavità e i canali scavati nell osso sono invece rivestiti dall ENDOSTIO. 81

Rappresentazione schematica del Periostio e dell Endostio 82

Matrice Ossea Calcio, Magnesio, Sodio, Potassio, Fluoro, Cloro. PARTE INORGANICA: CONFERISCE IL GRADO DI DUREZZA ALL OSSO PARTE ORGANICA: CONFERISCE IL GRADO DI ELASTICITA ALL OSSO Cellule Osteoprogenitrici ISTOGENESI: branca dell istologia che studia l origine e la formazione dei tessuti. 83

Osteoprogenitrici CONOSCERE IL CORPO UMANO: ISTOGENESI DELL OSSO Cellule dell osso Osteoprogenitrici (Strato interno del Periostio, superficie interna Canale di Havers e nell Endostio). Derivano dalle cellule mesenchimali embrionali SI DIVIDONO. Nelle regioni VASCOLARIZZATE danno origine agli OSTEOBLASTI. Nelle regioni NON VASCOLARIZZATE danno origine ai CONDROBLASTI. Molto attive nell accrescimento. Osteoblasti Derivano dalle cellule OSTEOPROGENITRICI e NON SI DIVIDONO. CELLULE DEPUTATE ALLA PRODUZIONE DELLA MATRICE OSSEA sintetizzano l impalcatura e cioè l Osteoide e mediano la sua mineralizzazione. Generano la MATRICE OSSEA consentendo L ACCRESCIMENTO OSSEO e la guarigione in caso di frattura con formazione di nuovo tessuto osseo. Gli OSTEOBLASTI rimanendo inclusi nella sostanza fondamentale da essi elaborata diventano OSTEOCITI (cellule ossee mature) 84

Cellule dell osso Osteociti cellule mature, 20-30.000 per mm 3 CELLULE MATURE DELL OSSO derivano dagli osteoblasti, che rimasti intrappolati nella matrice ossea contribuiscono al continuo rinnovamento dell Osteoide (FUNZIONAMENTO DEL TESSUTO OSSEO). Appaiono cellule quiescenti ma possono secernere sostanze che mantengono la matrice ossea in buono stato. Rilascio di ioni calcio dalla matrice ossea quando la richiesta corporea aumenta. Osteoclasti CONTRASTANO LA FASE DI ACCRESCIMENTO erodendo l osso con la secrezione di enzimi e acidi - (PROCESSO DI DEGENERAZIONE DELLA MATRICE OSSEA) Agiscono insieme agli osteoblasti nel processo di RIMODELLAMENTO OSSEO. Cellule Fagocitiche, multinucleate, derivano da macrofagi-granulociti 85

CELLULE OSSEE 86

CELLULE OSSEE Cellula osteoprogenitrice Osteoblasti Superficie dell osso 87

OSTEOCITA Osteocita Lacuna Canalicolo Canalicolo Osso Cartilagine 88

OSTEOCLASTI 89

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DEPOSIZIONE di MATRICE OSSEA da parte degli OSTEOBLASTI Cellula osteoprogenitrice (precursore dell'osteoblasto) Osteoblasto Osteoide (matrice ossea non calcificata) Matrice ossea calcificata Canalicoli con processi cellulari Osteocita 91

Classificazione in base alla forma: Ossa lunghe Zona allungata posta fra due teste globose (tibia). Ossa corte Lunghezza e larghezza uguali (carpali del polso). Ossa piatte Sottili, piatte a forma di piastre (cranio). Ossa irregolari Forma irregolare (sfenoide ed etmoide del cranio). Ossa sesamoidi CONOSCERE IL CORPO UMANO: ISTOGENESI DELL OSSO STRUTTURA del TESSUTO OSSEO Nei tendini, favoriscono meccanica del movimento (rotula). 92

Esistono due tipi di tessuto osseo che differiscono per l organizzazione: TESSUTO OSSEO NON LAMELLARE. Scarsamente presente nello scheletro adulto, rappresenta il primitivo tessuto osseo embrionale in seguito sostituito da osso lamellare. L osso non lamellare è nell insieme meno consistente di quello lamellare a causa della minore quantità di minerali che contiene. TESSUTO OSSEO LAMELLARE. Il più diffuso nello scheletro adulto, vede la sostanza intercellulare (matrice) organizzata in lamelle nelle quali le fibre collagene sono disposte parallelamente tra loro; nelle lamelle adiacenti tale decorso si fa perpendicolare. Tra una lamella e l altra, piccoli spazi comunicanti tra loro: le lacune, ospitano le cellule che, per mezzo di un sistema di canalicoli, entrano in contatto con le zone dell osso dalle quali possono ricevere materiali nutritivi. COMPATTO SPUGNOSO 93

TESSUTO NON LAMELLARE Il primo osso a formarsi nel periodo embrionale e fetale è di tipo non lamellare, caratterizzato da fibre di collagene intrecciate nel corso dello sviluppo lo scheletro va incontro a un progressivo rimaneggiamento che porta alla sostituzione di osso non lamellare con osso lamellare anche il primo osso che si forma nella riparazione delle fratture è di tipo non lamellare. 94

TESSUTO LAMELLARE Il tessuto lamellare è di due tipi: A) Tessuto lamellare COMPATTO: Il più rappresentato nello scheletro. Forma la diafisi delle ossa lunghe e riveste le epifisi e tutte le ossa corte e piatte. L osso compatto si ritrova in genere nelle zone sottoposte a stress meccanici provenienti da un numero limitato di direzioni; gli osteoni sono tutti allineati lungo un asse ben definito e, in questo modo, rendono l osso molto resistente quando è sottoposto ad uno stress meccanico lungo la direzione di questo asse. 95

B) Tessuto lamellare SPUGNOSO: Si trova nelle zone in cui le ossa non sono sottoposte a forti stress oppure in cui gli stress meccanici provengono da molteplici direzioni (solitamente parte interna delle OSSA). E costituito da una fitta rete di trabecole anastomizzate tra loro. Il tessuto osseo spugnoso costituisce le ossa brevi, la diploe delle ossa piatte e le epifisi delle ossa lunghe. Essendo poi molto più leggero dell osso compatto, quello spugnoso riduce il peso dello scheletro e facilita il movimento delle ossa. 96

ARCHITETTURA DELL OSSO OSSO SPUGNOSO OSSO COMPATTO 97

LA DISTRIBUZIONE DELLE TRABECOLE DELL OSSO SPUGNOSO DIPENDE DALLE LINEE DI CARICO. NELLE CAVITA DEL TESSUTO SPUGNOSO E NELLA CAVITÀ MIDOLLARE E CONTENUTO IL MIDOLLO OSSEO ROSSO, CON FUNZIONI EMOPOIETICHE, O MIDOLLO GIALLO, (PREVALENTEMENTE CELLULE ADIPOSE) (IL MIDOLLO ROSSO È PIÙ ABBONDANTE NEI BAMBINI) 98

Morfologia Osso Compatto E formato da colonne ossee parallele che nelle ossa lunghe si dispongono sulla linea in cui viene esercitato il carico. Ogni colonna è formata da strati concentrici di LAMELLE disposte intorno a canali centrali che contengono vasi ematici e linfatici e nervi. Questi canali sono chiamati CANALI di HAVERS, essi insieme con le loro lamelle concentriche formano i Sistemi Haversiani (OSTEONI). Essi comunicano l uno con l altro, con Endostio e Periostio per mezzo dei Canali di Volkmann. 99

MORFOLOGIA dell OSSO COMPATTO Lacuna Osteociti Canale di Havers Canale centrale per vasi sanguigni, etc Canalicoli Processi degli Osteociti Lamelle Cerchi concentrici originati dalla deposizione apposizionale dell osso. 100

STRUTTURA A LAMELLE DELL OSTEONE OSTEONE e/o SISTEMA HAVERSIANO VASI SANGUIGNI PERIOSTIO TRABECOLE dell OSSO SPUGNOSO LAMELLE INTERSTIZIALI CANALI HAVERSIANI LAMELLE Circonferenziali esterne CANALE di VOLKMANN Gli OSTEONI sono le unità strutturali dell osso compatto e hanno forma grossolanamente cilindrica; sono formati da 4 a 20 lamelle organizzate in anelli concentrici al cui centro passa un canale (canale di Havers), che attraversa tutta la struttura. Hanno diametro compreso tra 150 e 250 mm. Lo spazio compreso tra gli osteoni è riempito da strati di lamelle ossee parallele, che costituiscono i sistemi interstiziali. 101

STRUTTURA A LAMELLE DELL OSTEONE L Osteone è un cilindro di lamelle concentriche che circonda un canale centrale, Canale di Havers, gli osteoni rappresentano la struttura compatta dell osso.. OSSO COMPATTO e OSSO SPUGNOSO Lamelle cinconferenziali Lamelle Canalicoli OSTEONE di OSSO COMPATTO Trabecole di osso spugnoso OSTEONE CanaleHaversiano Periostio Canale perforante OSTEONE di OSSO COMPATTO 102

STRUTTURA A LAMELLE DELL OSTEONE PERIOSTIO OSTEONI ENDOSTIO 103

a) Anatomia dell omero. c) Organizzazione delle fibre di collagene all interno delle lamelle concentriche (Osteone). d) Sede e struttura dell osso spugnoso. b) Istologia dell osso compatto e spugnoso. 104

Morfologia dell Osso Spugnoso Dalle lamelle circonferenziali interne, verso la cavità midollare, dipartono delle TRABECOLE di osso spugnoso. Trabecole, sottili, composte da lamelle ossee irregolari con lacune contenenti Osteociti. Non ci sono sistemi di Havers, gli Osteociti scambiano metaboliti con i sinusoidi del midollo, tramite canalicoli. Endostio, sottile strato di connettivo che ricopre le trabecole. Osteoprogenitrici, Osteoblasti ed Osteoclasti. 105

Osso Spugnoso Midollo Trabecole 106

Epifisi Prossimale Metafisi Diafisi Cartilagine articolare Linea epifiseale Osso spugnoso Osso compatto Canale midollare (midollo giallo) Midollo giallo Osso compatto Periostio Fibre di Sharpey Arterie Osso spugnoso Osso compatto Cartilagine articolare Ialina Endostio Epifisi distale 107

Ossificazione Processo che prevede sia la produzione della Matrice Ossea organica sia la Calcificazione. Questo processo NON è CRESCITA!!! L'osso cresce apposizionalmente cartilagine). Due tipi di ossificazione: Intramembranosa Endocondrale (come 108

Ossificazione = processo di formazione del tessuto osseo Modalità di ossificazione Ossificazione Diretta Connettivale 1) MEMBRANOSA 2) INTERMEMBRANOSA Direttamente dal tessuto connettivo embrionale (centri di ossificazione si sviluppano nel mesenchima) Alcune ossa craniche OSSO PARIETALE OSSO FRONTALE OSSO OCCIPITALE Ossificazione Indiretta 1) CONDRALE 2) ENDOCONDRALE La formazione dell osso definitivo è preceduta da un abbozzo cartilagineo che viene gradualmente sostituito BASE DEL CRANIO COLONNA VERTEBRALE BACINO ARTI 109

Ossificazione Diretta Connettivale 1) MEMBRANOSA 2) INTERMEMBRANOSA A. L ossificazione è preceduta da un aumento della vascolarizzazione. B. Le cellule mesenchimali si differenziano in osteoblasti. C. Gli osteoblasti eleborano una sostanza fondamentale ossea (matrice o osteoide) nella quale si depositano successivamente i Sali calcarei. Condroitin-solfato Cheratan-solfato Collagene tipo I Osteonectina Osteopontina Tessuto connettivo cartilaginoso (condrociti). 110

D. L OSTEOIDE calcifica per deposizione di Sali di calcio e dà origine ai centri di ossificazione primaria. E. Gli osteoblasti intrappolati nell osteoide (sostanza fondamentale) da loro elaborata, diventano cellule ossee (OSTEOCITI). Frecce = osteoblasti secernenti l osteoide Punte = osteociti intrappolati OSTEOCITI INTRAPPOLATI OSTEOBLASTI SECERNENTI L OSTEOIDE 111

G. L osso neo formato appare in forma di delicate lamelle spine e piccole travi ossee: le trabecole (si uniscono in una rete per formare l osso spugnoso). H. Le trabecole confluiscono e si fondono ampliando il centro di OSSIFICAZIONE. I. Il connettivo circostante acquista significato di periostio. 112

OSSIFICAZIONE DIRETTA CONNETTIVALE Veduta tridimensionale dell ossificazione Connettivale Intermembranosa: tappe dell ossificazione a partire da una aggregazione di cellule mesenchimali. L osso spugnoso, può in seguito essere rimodellato in osso compatto. MESENCHIMA: tessuto primitivo dell embrione animale, dal mesenchima per trasformazione graduale originano vari tessuti connettivi dell organismo maturo (cartilagine, tessuto osseo, muscoli lisci). 113

Ossificazione Indiretta 1) CONDRALE 2) ENDOCONDRALE Avviene in due stadi principali: 1) Formazione di un abbozzo cartilagineo - L'osso si forma sia alla superficie dell'abbozzo cartilagineo, apponendosi all'esterno tra cartilagine e pericondrio (ossificazione pericondrale) sia all'interno di questo (ossificazione endocondrale). 2) Sostituzione della cartilagine con osso 114

A. ABBOZZO CARTILAGINEO EMBRIONALE. I condrociti intrappolati nella matrice cartilaginea diventano ipertrofici (sviluppo eccessivo), si ha un accumulano di glicogeno e si vacualizzano (tante piccole vescicole). B. VASCOLARIZZAZIONE DELL ABBOZZO CARTILAGINEO (zona centrale della diafisi), inizia la calcificazione della matrice all interno della cartilagine, i condrociti diventano cellule osteoprogenitrici e infine osteoblasti, calcificazione del periostio. C. MIGRAZIONE DELLE CELLULE OSTEOPROGENITRICI DAL PERIOSTIO a seguito dell ossificazione del periostio e della matrice che li avvolge, i condrociti ipertrofici non ricevendo più i nutrienti per diffusione muoiono, lasciando delle lacune. Le cellule osteoprogenitrici, le cellule ematopoietiche e i vasi sanguigni gemmano dal periostio ed invadono le lacune, formano il midollo osseo ed il suo rivestimento endostio. D. GLI OSTEOBLASTI SECERNONO MATRICE OSSEA CHE SI DEPOSITA A RIDOSSO DELLA MATRICE CARTILAGINEA CALCIFICATA. E. RIASSORBIMENTO DEI COMPLESSI DI CARTILAGINE CALCIFICATA e OSSO CALCIFICATO DA PARTE 115 DEGLI OSTEOCLASTI.

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Gli osteoblasti si dispongono intorno ad un canale centrale contenente vasi sanguigni e formano lamelle ossee concentriche Struttura dell osso maturo 118

Osso compatto lamellare Osso compatto ad osteoni Midollo osseo Struttura dell osso maturo 119

Tre stadi evolutivi della stessa cellula. 4 TIPI DI CELLULE periostio 1 fibre collagene preosteoblasto osteoblasto osteoide 2 osteoclasto orletto increspato lacuna di Howship matrice ossea mineralizzata 3 osteocito canalicolo osseo 120

Processo di riparazione di una frattura in entrambi i tipi di ossificazione Formazione dell'ematoma Formazione del callo fibrocartilagineo Formazione del callo osseo Rimodellamento dell'osso 121

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AUMENTO di DIMENSIONE dell OSSO DIAMETRO: CONOSCERE IL CORPO UMANO: ISTOGENESI DELL OSSO Apposizione di nuovo osso di origine periostale. Creste di osso neoformato inglobano vasi sanguigni longitudinali, fondendosi intorno ad esso e formando gli osteoni. LUNGHEZZA: Sostituzione di cartilagine con osso a livello della metafisi (tratto spugnoso delle ossa lunghe che collega la diafisi all'epifisi in fase di crescita). Il tessuto cartilagineo sul lato epifisario continua ad accrescersi, mentre quello diafisario viene invaso da nuovo osso. 123

Gli osteoclasti sono trasportati sulla superficie dell osso da riassorbire Gli osteoclasti si attaccano all osso Acidi ed enzimi prodotti dagli osteoclasti dissolvono l osso Gli osteoclasti scompaiono dopo aver riassorbito il tessuto Compaiono gli osteoblasti Gli osteoblasti producono proteine (collagene) e ricoprono l osso con sostanze adesive. Il calcio aderisce al collagene. Osso neoformato 124