Sistemi di sostegno nei viventi Il sistema scheletrico

prof. Filippo Quitadamo 1 Sistemi di sostegno nei viventi Il sistema scheletrico

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Obiettivi Illustrare brevemente i sistemi di sostegno nelle piante, negli invertebrati e nei vertebrati. Distinguere la struttura generale dello scheletro umano Descrivere i diversi tipi di tessuto osseo. Indicare le caratteristiche del tessuto osseo Descrivere il processo di ossificazione Illustrare l organizzazione dello scheletro assile ed appendicolare Evidenziare i problemi dell apparato scheletrico. prof. Filippo Quitadamo 6

SISTEMA SCHELETRICO CAPO TRONCO ARTI CINTO SCAPOLARE CINTO PELVICO TESSUTO OSSEO OSTEOCITI OSTEOBLASTI OSTEOCLASTI CANALI di HAVERS ARTICOLAZIONI: SINARTROSI ANFIARTROSI DIARTROSI Ossa = la banca del calcio Osso = tessuto dinamico, vivente TESSUTO OSSEO COMPATTO TESSUTO OSSEO SPUGNOSO SCHELETRO = ORGANO PASSIVO DEL MOVIMENTO. OSSIFICAZIONE: DIRETTA INDIRETTA CALCEMIA prof. Filippo Quitadamo 7

SOSTEGNO NEI VEGETALI Nei vegetali più semplici la solidità è dovuta alla resistenza della membrana e al turgore vegetale. Nelle briofite si possono individuare tre diversi strati di cellule: esterno difensivo, intermedio di sostegno, interno ricco di amido. Nelle felci c è uno strato esterno con cellule ricche di silice. Nelle conifere le fibrotracheidi hanno funzione di sostegno e di trasporto. Nelle angiosperme il sostegno è dovuto al collenchima e allo sclerenchima. prof. Filippo Quitadamo 8

Collenchima, con ispessimenti solo agli angoli prof. Filippo Quitadamo 9

sclereidi SCLERENCHIMA prof. Filippo Quitadamo 10

Sostegno negli INVERTEBRATI IDROSCHELETRO: negli invertebrati più primitivi (turgore cellulare). In altri invertebrati c è l esoscheletro, un guscio protettivo siliceo o calcareo. Dermascheletro, negli echinodermi, con piastre calcaree saldate e articolate, incuneate sotto l epidermide. prof. Filippo Quitadamo 11

DERMASCHELETRO, echinodermi. prof. Filippo Quitadamo 12

Sostegno nei VERTEBRATI Nei vertebrati la struttura di sostegno raggiunge il massimo sviluppo e perfezionamento. È rappresentato da uno scheletro interno o endoscheletro resistente e articolato che adempie varie funzioni: Sostegnoperlepartimolli Protezione per l encefalo (scatola cranica), il midollo spinale(colonna vertebrale), per il cuore e i polmoni(gabbia toracica) Determinalaformadelcorpo Funzione meccanica per la locomozione. prof. Filippo Quitadamo 13

TIPI di TESSUTI: osseo e cartilagineo Sono costituiti da cellule vive immerse in abbondante sostanza intercellulare. Il tessuto osseo è compatto e duro: le cellule sono immerse in una sostanza fondamentale o matrice ossea (osseina), sostanza proteica che conferisce elasticità e resistenza. È formata da cristalli di calcio e fosforo. prof. Filippo Quitadamo 14

TESSUTO osseo Il tessuto osseo è vivo e minerale. Le ossa sono molto leggere come canne di bambù, grazie alla loro organizzazione interna: le cellule (osteociti) sono distribuite attorno ai canali di Havers percorsi da vasi e nervi. prof. Filippo Quitadamo 15

CELLULE OSSEE Osteoblasti che effettuano la produzione dell osso producendo proteine (fibrille di collagene). Sono giovani cellule ossee capaci di riprodursi e depositare all esterno fibre proteiche e sali minerali. Solo gli osteoblasti esterni alla matrice restano attivi nella produzione ossea. Osteociti: quando gli osteoblasti rimangono intrappolati nelle secrezioni in cavità a forma di ragno diventano osteociti che rappresentano la fase matura degli osteoblasti. Sono cellule stellate incapaci di riprodursi, ormai differenziate. prof. Filippo Quitadamo 16

CELLULE OSSEE Osteoclasti ricche di enzimi litici dei lisosomi, capaci di rimuovere i depositi di calcio delle ossa, esercitando un azione demolitiva di cellule ossee, modellando la struttura ossea per adeguarla alle esigenze della crescita. L osso si rimodella durante tutta la vita, grazie a quest azione di costruzione e di demolizione. prof. Filippo Quitadamo 17

Osteoporosi Con l invecchiamento le ossa perdono la loro elasticità divenendo più rigide e fragili (osteoporosi), specialmente se sono ossa lunghe. prof. Filippo Quitadamo 18

Strutture ossee Struttura spugnosa: con lamelle incrociate (trabecole) dall aspetto di spugna. Esse delimitano piccole cavità dove è contenuto il midollo osseo rosso. Struttura compatta: formata da unità funzionali tondeggianti, osteoni, addossate le une alle altre, con lamelle concentriche e il canale di Havers dove passano capillari e nervi. prof. Filippo Quitadamo 19

osteoni osteociti Canale di Havers Canalicoli ossei Osteoni: unità funzionali prof. Filippo Quitadamo 20

Il tessuto compatto è presente nel corpo delle ossa lunghe, mentre quello spugnoso si trova nelle parti terminali delle ossa lunghe, nelle vertebre e in alcune ossa piatte. Il tessuto osseo è rivestito dal periostio, guaina protettiva nutritiva e capace di generare nuovo tessuto dopo le fratture. prof. Filippo Quitadamo 21

Tessuto cartilagineo È costituito da CONDROCITI, immersi in una matrice proteica (condrina) + fibre collagene + fibre elastiche. La matrice non contiene calcio ma polisaccaridi e proteine. Il rivestimento è il PERICONDRIO. prof. Filippo Quitadamo 22

OSSIFICAZIONE È opera degli osteoblasti che maturano in osteociti. Ossificazione diretta tipica delle ossa piatte (cranio, sterno): avviene per sostituzione diretta di cellule del mesoderma embrionale. INDIRETTA: se preceduta dalla comparsa di tessuto cartilagineo che poi viene sostituito da tessuto osseo. Tipica delle ossa lunghe e della maggior parte delle ossa dello scheletro umano. prof. Filippo Quitadamo 23

OSSIFICAZIONE: fattori Lo scheletro funge da sostegno e svolge funzione nel metabolismo del calcio (scambio osseo sangue). L equilibrio nella distribuzione del calcio (calcemia) è regolato da ormoni: la calcitonina che mobilita il calcio dalle ossa nel sangue; Il paratormone dal sangue nelle ossa. Ormone della crescita Ormoni sessuali che stimolano gli osteoblasti. prof. Filippo Quitadamo 24

Pericondrio condrociti Tessuto cartilagineo periostio osteociti Tessuto osseo: la sostanza intercellulare (osseina) impregnata di minerali di fosforo e Calcio. Ci sono le cellule osteociti, con canali ossei di Havers. È circondato da PERIOSTIO membrana nutritiva che permette l accrescimento prof. Filippo Quitadamo e la saldatura fratture. 25

Anatomia di un osso: tipi di ossa In base alla forma e alle dimensioni le ossa vengono distinte in lunghe, piatte e corte. OSSA LUNGHE: arti, in cui una dimensione prevale nettamente sulle altre. OSSA CORTE: in cui le tre dimensioni sono uguali (vertebre). OSSA PIATTE: più sviluppate in 2 dimensioni (cranio). prof. Filippo Quitadamo 26

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Anatomia di un osso: tipi di ossa Nelle ossa lunghe si distinguono due parti estreme o EPIFISI e la parte centrale o DIAFISI. Le epifisi instaurano rapporti con altre ossa, hanno struttura spugnosa e contengono il midollo rosso. La diafisi, formata da osteoni, ha una struttura compatta ma cava, occupata da midollo giallo, tessuto di riserva di grassi, produce globuli bianchi solo in caso di necessità. Il periostio è una membrana protettiva nutritiva e capace di riparazione grazie agli osteoblasti. Apofisi = sporgenze dove si inseriscono muscoli e tendini. prof. Filippo Quitadamo 29

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Scapola, vertebra e femore: osso piatto, corto e lungo. epifisi diafisi osso piatto osso lungo osso corto epifisi prof. Filippo Quitadamo 31

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Le articolazioni Sono punti di giunzione o di collegamento tra le ossa, per consentire il movimento delle varie parti del corpo. In esse l ossificazione non è completa, rimane la cartilagine. Esse sono come gli ingranaggi: a sfera nella spalla; a perno nel gomito; a sella nel polso; ellissoide nelle dita; a cardine nel ginocchio; piana nell attacco gamba/piede prof. Filippo Quitadamo 33

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Classificazione articolazioni 1. Fisse o immobili o sinartrosi o suture: come quelle che uniscono le ossa del cranio. Non consentono alcun movimento. 2. Semimobili o anfiartrosi: tra le vertebre della colonna vertebrale, formando un disco cartilagineo. Consentono movimenti limitati. 3. Mobili o diartrosi: permettono ampi movimenti, come quelle degli arti: anca, gomito, ginocchio. prof. Filippo Quitadamo 39

Esiste inoltre un apparato fibroso costituito da legamenti e un manicotto detto capsula articolare o cuscinetto all estremità. Contiene una membrana sinoviale che produce il liquido sinoviale, lubrificante. Sinovia: liquido viscoso che funziona da lubrificante, facilitando lo scorrimento delle ossa. prof. Filippo Quitadamo 40

Dopo la frattura. Il primo processo riparativo riguarda i vasi sanguigni grazie alla coagulazione quindi, tra i monconi si forma un tessuto molle granuloso 3 dal periostio verso la frattura migrano fibroblasti che producono collagene ed insieme formano il callo osseo che salda i due monconi. 4 quindi, il callo viene sostituito con tessuto osseo vero, grazie agli osteoblasti. 5 infine, c è un fenomeno di riorganizzazione, con eliminazione dell osso in eccesso ad opera degli osteoclasti. prof. Filippo Quitadamo 41

Legamenti e tendini I legamenti sono come dei nastri di tessuto connettivo che tengono alla giusta distanza le ossa unendole alle articolazioni. I tendini sono tessuto connettivo che collegano i muscoli alle ossa. Sono meno elastici dei legamenti. prof. Filippo Quitadamo 42

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APPARATO SCHELETRICO UMANO prof. Filippo Quitadamo 44

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a sfera Incastro Cavità/palla Cardine A sella Cerniera ellisse prof. Filippo Quitadamo 50

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Lo scheletro Pesa 4800-6500 grammi. Comprende tre parti: 1. Scheletro assile 2. Scheletro del cranio 3. Scheletro appendicolare. prof. Filippo Quitadamo 52

Lo scheletro assile = capo + tronco Lo scheletro assile è responsabile della stazione eretta. Costituisce il sostegno principale del corpo ed è formato dal cranio e dalla colonna vertebrale. prof. Filippo Quitadamo 53

Teschio = cranio + splancnocranio Il cranio (29 ossa) è costituito da 8 ossa (6 pari + 2 impari) rigidamente saldate tra loro per mezzo di suture a formare il neurocranio o scatola cranica che racchiude l encefalo e da oltre 14 ossa facciali (splancnocranio). si tratta di ossa fisse, eccetto la mascella inferiore o mandibola. prof. Filippo Quitadamo 54

cranio 2 parietali 2 temporali 1 frontale Occipitale Etmoide Sfenoide. prof. Filippo Quitadamo 55

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GABBIA TORACICA COSTOLE VERE 7 paia PROCESSO XIFOIDE COSTOLE FALSE 3 paia COSTOLE FLUTTUANTI 2 paia CRANIO prof. Filippo Quitadamo 58

Il Tronco È composto dalla colonna vertebrale, dalle costole e dallo sterno, che insieme delimitano la GABBIA TORACICA. La colonna vertebrale è l asse portante del corpo, un sostegno resistente e flessibile, formata da 33-34 vertebre, articolate tra loro e separate da dischi intervertebrali, con la funzione di attutire i colpi e facilitare ogni tipo di movimento della colonna. prof. Filippo Quitadamo 59

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La colonna vertebrale di profilo non si presenta diritta, ma con una forma a doppia S, con due curvature, che: A. conferiscono stabilità ed equilibrio allo scheletro, B. permettono la stazione eretta C. Permettono una razionale distribuzione del peso corporeo. prof. Filippo Quitadamo 62

Colonna vertebrale 7 vertebre cervicali Atlante Foro vertebrale apofisi trasversa apofisi spinosa 12 vertebre dorsali 5 vertebre lombari FORI SACRALI 5 vertebre sacrali prof. Filippo Quitadamo 63

Le 5 regioni della colonna 1. Regione cervicale (collo) con 7 vertebre toraciche; 2. Regione toracica o dorsale con 12 vertebre 3. Regione lombare con 5 vertebre 4. Regione sacrale con 5 vertebre 5. Regione coccigea con 4-5 vertebre. prof. Filippo Quitadamo 64

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Le vertebre Presentano: a. Un corpo vertebrale: la parte più grossa b. Un arco o foro vertebrale: sovrapponendosi delimitano il canale rachidiano che contiene e protegge il midollo spinale. c. I processi articolari (sporgenze o apofisi): 1 apofisi spinosa, 2 apofisi traverse, 4 apofisi articolari. Permettono l articolazione tra la colonna e le costole. Tra le vertebre sono interposti i dischi intervertebrali. prof. Filippo Quitadamo 66

Le prime vertebre 1. La prima vertebra è l ATLANTE che porta e sostiene il capo,hauna formaadanello. 2. La seconda è l EPISTROFEO (io volgo) che permette di ruotare il capo grazie al processo odontoide. prof. Filippo Quitadamo 67

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GABBIA TORACICA: segmento dorsale della Colonna + costole + sterno. cartilagine Costola sterno Processo xifoide o ensiforme Costole fluttuanti prof. Filippo Quitadamo 70 (2 paia) Vertebre toraciche

Le costole Sono ossa lunghe, curve, nastriformi, che in numero di 12 paia si saldano posteriormente alle vertebre toraciche e anteriormente allo sterno. Le prime 7 paia di costole (vere) si uniscono allo sterno; le 3 paia sottostanti (false) confluiscono in un unico pezzo che raggiunge lo sterno; Le ultime 2 paia non si articolano con lo sterno, restano libere e sono dette fluttuanti. prof. Filippo Quitadamo 71

Cinto scapolare e pelvico Cinto scapolare o superiore o toracico: collega la colonna agli arti superiori. È formato dalle scapole e dalle clavicole (piccola chiave = 15 cm). La scapola (spalla) è un osso piatto con una parte larga e piatta, una sporgenza (acromion) e una cavità glenoidea dove si inserisce la testa dell omero. prof. Filippo Quitadamo 72

Cinto pelvico Cinto pelvico o inferiore: collega la colonna agli arti inferiori. È formato dall osso dell anca e unitamente all osso sacro forma il bacino = osso sacro + ileo + ischio + pube. prof. Filippo Quitadamo 73

PIEDE Le 7 ossa del tarso FEMORE metatarso CINTO PELVICO falangi Fibula o perone Tibia Rotula fibula Le ossa del cinto pelvico e dell arto inferiore (femore, prof. Filippo Quitadamo 74 tibia, perone, ossa del piede

CINTO SCAPOLARE o toracico clavicola Acromion omero Cavità glenoidea scapola Ulna radio Le 8 ossa del carpo metacarpo prof. Filippo Quitadamo 75

Scheletro appendicolare L arto superiore = omero (braccio) + radio + ulna (avambraccio) + carpo + metacarpo e falangi (mano 27 ossa). Omero = 32 cm Ulna = 25 cm Radio = raggio o diritto = 22 cm Mano = 8 ossa carpo + 5 ossa metacarpo + falangi, falangine e falangette. prof. Filippo Quitadamo 76

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Scheletro appendicolare L arto inferiore = femore (coscia) + tibia + fibula o perone (gamba) + tarso + metatarso e falangi (piede 26 ossa). femore = 44-45 cm con una prominenza o trocantere e la testa che si inserisce nella cavità acetabolare del bacino Piede = 87 ossa tarso + 5 ossa metatarso + falangi, falangine e falangette (14). prof. Filippo Quitadamo 80

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Clavicola ileo Cinto scapolare Scapola Cinto pelvico pube ischio Omero femore Radio metacarpo Ulna rotula Carpo tibia Falangi perone tarso metatarso calcagno falangi prof. Filippo Quitadamo 86

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Problemi apparato scheletrico Rachitismo: carenza di calcio e vitamina D, le ossa si deformano Scoliosi: deformazione laterale della colonna per postura scorretta Osteoporosi: impoverimento di Sali di calcio per mancanza di attività fisica Artrosi: diminuita efficienza articolazioni mobili e semimobili Artrite: esagerato deposito di minerali nelle articolazioni. Cifosi: vertebre dorsali curvate all indietro Lordosi: vertebre lombari curvate in avanti. prof. Filippo Quitadamo 88

Scoliosi - Cifosi - Lordosi prof. Filippo Quitadamo 89

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Problemi apparato scheletrico Distorsione: spostamento di due ossa articolate con rottura di legamenti Frattura composta e scomposta Lussazione: allontanamento delle estremità delle due ossa di un articolazione. L osso esce fuori dalla sede naturale. Osteite deformante: alterazione di forma e struttura delle ossa Osteomalacia: indebolimento ossa per riduzione di minerali. prof. Filippo Quitadamo 91

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1. Le cellule del tessuto osseo sono: gli osteoni; gli osteociti;le trabecole;icondrociti. 2. Il tessuto osseo: è costituito solo da cellule morte; scambia sostanze con il sangue; non contiene vasi sanguigni. 3. Le ossa sono collegate tra loro da articolazioni. 4. Il tessuto osseo compatto è formato da unità strutturali chiamate.. osteoni 5. Il tessuto osseo spugnoso è formato da lamelle incrociate o trabecole. prof. Filippo Quitadamo 95

Qual è il criterio per distinguere tra ossa lunghe, corte e piatte? R: la forma e le dimensioni. Quale osso è presente nell arto superiore? omero; clavicola, femore; sterno. La colonna vertebrale è formata da vertebre: quale degli elementi vertebrali è formato da cartilagine? disco; corpo; arco; processo articolare. Qual è la funzione dei tendini? Collegare muscoli e ossa L osteoporosi colpisce soprattutto le donne in menopausa. Quale osso è più soggetto a fratture e perché? Il femore, perché è l osso più lungo e l osteoporosi si fa sentire sulla diafisi.. Indica le principali differenze tra tessuto cartilagineo ed osseo. Dove troviamo le cartilagini? prof. Filippo Quitadamo 96

1. Osso del torace articolato alla colonna vertebrale = costola 2. Il nome proprio dei canali degli osteoni = Havers 3. Estremità delle ossa lunghe = epifisi 4. Le forma il tessuto osseo nella struttura compatta = lamelle 5. Lega il muscolo all osso = tendine 6. Il midollo emopoietico = rosso 7. Cellule del tessuto osseo = osteociti 8. Gli archi vertebrali sono espansioni che delimitano il canale rachidiano Vero 9. Le ultime due paia di costole sono libere e fluttuanti Vero 10. Il cinto pelvico unisce al corpo gli arti superiori: Falso 11. Il femore è un osso che si trova nella coscia Vero 12. Le trabecole ossee sono tipiche del tessuto spugnoso Vero prof. Filippo Quitadamo 97

1. Le ossa del cranio sono ossa corte FALSO 2. Nell osso lungo la parte centrale è detta diafisi mentre le estremità epifisi Vero 3. Il periostio provvede alla riparazione e alla crescita dell osso Vero 4. La calcemia rappresenta la concentrazione di calcio nel sangue Vero 5. Lo sterno si localizza: nel capo; nel tronco; nelle braccia; negli arti. 6. La colonna è formata da: 50 vertebre; 30-60 vertebre; 33-34 vertebre;12 vertebre. 7. La membrana sinoviale produce: liquido sinoviale; liquido reticolare; fluido magmatico. 8. Le cellule del tessuto osseo sono: i canali di Havers; i condrociti; gli osteociti; l osteoporosi. prof. Filippo Quitadamo 98

1. Il riassorbimento dell osso avviene grazie agli: osteociti; osteoblasti; osteoclasti; condrociti. 2. Definisci i seguenti termini: a. Osteoblasti = cellule giovani che provvedono a riparazione e accrescimento ossa b. Osteoporosi = processo di distruzione osso per carenza di ioni Ca c. Diafisi = corpo centrale osso lungo d. Periostio = membrana che ricopre, nutre e ripara il tessuto osseo e. Trabecole ossee = sottili lamelle ossee del tessuto spugnoso f. Canale di Havers = canale percorso da vasi e nervi, circondato da osteociti g. Articolazione = struttura di collegamento tra le ossa per il movimento h. Calcemia = concentrazione di ioni Ca nel sangue i. Osteociti = osteoblasti maturi a forma stellata, costituiscono il tessuto osseo l. Osteclasti = grosse cellule ossee che distruggono e riassorbono il tessuto osseo invecchiato m. Osteoni = unità strutturali tondeggianti della struttura ossea compatta. prof. Filippo Quitadamo 99

1. Lo scheletro compie le funzioni di sostegno e di protezione di molti organi interni. 2. Lo scheletro è mobile grazie alle articolazioni, nelle quali l ossificazione non è completa. Alcune di esse come le sinartrosi non sono mobili. 3. Il tessuto osseo compatto si trova in modo particolare nelle ossa lunghe, mentre il tessuto spugnoso si localizza nella parte finale delle ossa lunghe, nelle vertebre e nelle ossa piatte. 4. L ossificazione è di tipo indiretto se l osso sostituisce il tessuto cartilagineo, mentre è di tipo diretto se avviene con la sostituzione delle cellule del mesoderma embrionale. 5. L ossificazione diretta è tipica delle ossa piatte (cranio e sterno); l ossificazione indiretta è tipica delle ossa lunghe e della maggior parte delle ossa dello scheletro. L ossificazione è opera degli osteoblasti che quando maturano diventano osteociti, dalla forma stellata. prof. Filippo Quitadamo 100