L'apparato locomotore

Materie:Appunti
Categoria:Biologia

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Testo

APPARATO LOCOMOTORE
L’apparato locomotore si divide in:
• Sistema scheletrico
• Sistema muscolare
IL SISTEMA SCHELETRICO
Prende il nome di organo di locomozione passiva, poiché abbisogna del movimento dei muscoli per entrare in funzione. Oltre a questo, svolge una funzione protettiva dei tessuti e degli organi.
Il sistema scheletrico è un’impalcatura rigida. Nei primi organismi acquatici aveva esclusivamente una funzione protettiva, come nei molluschi e nelle conchiglie. Hanno funzione di sostegno ad esempio nella spugna le spicole, calcaree o silicee. Nei coralli lo scheletro assume entrambe le funzioni. I coralli vivono in condizioni particolari: le acque devono essere molto limpide e avere una temperatura compresa tra i 17 e i 20 gradi, ragioni per la quali non vivono presso le foci dei fiumi. Le Dolomiti sono antiche barriere coralline.
Esistono due tipi di sistema scheletrico:
• Esoscheletro: è originato dalle cellule dell’epidermide. Può essere di natura organica (ad esempio negli insetti è costituito di chitina) o inorganica (come di carbonato di calcio, CaCO3, nei molluschi). Essendo rigido, non segue l’accrescimento dell’individuo, che quindi va incontro al fenomeno delle mute. Quando nasce il nuovo esoscheletro, esso è elastico, e così dà modo all’animale di accrescersi.
• Endoscheletro: è un sistema scheletrico che si origina dal mesoderma ed ha più una funzione di sostegno che non protettiva.
A volte esiste poi un dermascheletro, che si forma all’interno della cute ed è rivestito dall’epidermide (come nel coccodrillo e nelle tartarughe).
SCHELETRO UMANO
Lo scheletro umano si divide in assiale (cranio, gabbia toracica, colonna vertebrale) e appendicolare (spalla, anca, braccia, gambe, mani e piedi). Queste due parti sono unite da due cinture: la cintura pelvica e quella scapolare. Lo scheletro è formato da 206 ossa.
Ossa craniche: sono legate da articolazioni fisse (occipitale, parietale, frontale, temporale, mascella, mandibola – mobile -, condilo mandibolare, sfenoide – situato alla base del cranio, contiene l’ipofisi -, setto nasale)
Colonna vertebrale: è formata da 33 o 34 vertebre, serve a sorreggere il corpo e a proteggere il midollo spinale. Ciascuna vertebra è formata da un corpo vertebrale, un foro vertebrale (che nelle ultime vertebre, le coccigee, è assente) e dalle apofisi spinose e laterali, necessarie per far si che si articolino tra di loro mediante articolazioni semimobili. Le prime 7 vertebre sono dette cervicali. La prima in assoluto è l’atlante, che ha un foro molto grande ed apofisi e corpo ridotti; su di esso poggia il cranio, che può muoversi attraverso un movimento a perno, il processo odontoide, favorito dall’unione dell’atlante con l’epistrofeo: la seconda vertebra, caratterizzata da un’apofisi spinosa molto pronunciata. Seguono le cervicali le 12 vertebre dorsali; poi le 5 lombari, le altrettante sacrali, dal corpo più massiccio e legate da un’articolazione fissa, e le 4 o 5 coccigee, sprovviste di foro in quanto non contenenti midollo.
Gabbia toracica: protezione polmonare formata da sterno e costole (le prime 7 paia si dicono vere poiché collegate singolarmente allo sterno mediante cartilagine, le successive 3 paia sono dette false perché si collegano prima tra di loro e poi allo sterno; infine vi sono 2 paia dette fluttuanti perché non collegate allo sterno in alcun modo).
Cintura scapolare: è formata dalla scapola, dalla clavicola, dall’acromio e dalla cavità plenoidea, scavata nella scapola per contenere la testa dell’omero, che si muove mediante un’articolazione mobile a sfera.
Arti superiori: sono formati da omero, radio, ulna, dalle 8 ossa del carpo, dal metacarpo, dalle falangi, che si muovono con articolazioni semimobili.
Cintura pelvica: è formata da ileo, a forma d’ala e avente due cavità acetabolari atte a contenere le teste dei femori, dall’ischio, forato al centro, e dal pube.
Arti inferiori: sono formati da femore, tibia, perone, rotula - che lega tibia e perone con una articolazione mobile a cardine e contiene 3 menischi - dal piede, composto di tarso, metatarso e falangi.
IL TESSUTO OSSEO

L’elemento fondamentale per il sostegno del corpo umano sono le ossa, formate da tessuto osseo, connettivo, costituite da sali di calcio e di magnesio e perciò resistenti. Le cellule che formano lo scheletro si chiamano osteociti, e vi è poi della sostanza amorfa che assume una struttura lamellare. Vi sono due tipi di tessuto osseo:
• Lamellare spugnoso: formato da un intreccio di lamelle che formano una grata. Negli spazi vi sono midollo osseo e vasi sanguigni. Questo tessuto occupa le parti più interne delle ossa, poiché è più sensibile a modificazioni.
• Lamellare compatto: costituito da lamelle che si dispongono concentricamente intorno ad un sottile canale centrale occupato da nervi e vasi sanguigni, chiamato canale di Havers. Gli osteociti dell’osso sono in comunicazione per mezzo di collegamenti citoplasmatici. L’insieme di lamelle e canale si chiama osteone. Gli osteoni si saldano fra loro e formano il tessuto lamellare compatto, che costituisce le estremità dell’osso. Il tutto è poi rivestito da tessuti connettivali ed elastici, che formano il periostio. Il rapporto fra tessuto spugnoso e compatto dipende dalla posizione di sezionamento dell’osso: vi sono ossa lunghe, in cui predomina quello compatto, corte, in cui è lo spugnoso ad essere più abbondante, e piatte, formate da tessuto spugnoso fra due strati di compatto.
Il tessuto osseo è una fondamentale risorsa di sali minerali; per questo vi è un continuo processo di calcificazione e decalcificazione. Quest’ultima, se eccessiva, piò portare all’osteoporosi, malattia che colpisce le donne nella menopausa; per ridurre la decalcificazione è possibile assumere calcitonina.
Le ossa sono collegate mediante le articolazioni, che possono essere:
• Fisse, come quelle del cranio.
• Semimobili, come, ad esempio, le vertebre.
• Mobili, quali quelle di collo, polsi, caviglie. In questo tipo di articolazioni, il liquido lubrificante è chiamato sinovia, o liquido sinoviale.
Nell’embrione umano il tessuto primitivo è cartilagineo e solo in un secondo tempo si trasforma in tessuto osseo. Le ossa possono subire delle variazioni, come quando vengono prelevati dei sali, vengono sostituite delle lamelle o se ne formano di nuove.
IL TESSUTO CARTILAGINEO
Questo tipo di tessuto si trova:
• Nelle articolazioni, per ridurre l’attrito (cartilagine ialina)
• Nei padiglioni auricolari
• Nei dischi intervertebrali
• Alla fine delle ossa lunghe (cartilagine di coniugazione, che dopo la crescita diviene tessuto osseo)
• Tra sterno e costole
È un tessuto elastico formato da cellule tondeggianti, chiamate sferiche, che secernono una sostanza fondamentale. Le cellule sferiche sono diverse e irregolarmente disperse nella sostanza fondamentale che è costituita da fibre elastiche e fibre collagene, a loro volta costituite di proteine e polisaccaridi. Nel tessuto cartilagineo non ci sono sali minerali, altrimenti si formerebbe del tessuto osseo. Il tessuto cartilagineo è poco vascolarizzato, carente cioè di capillari sanguigni; questo comporta dei problemi perché le cellule hanno difficoltà a nutrirsi e lo possono fare solo attraverso il lento fenomeno della diffusione. Questa difficoltà porta all’artrosi, una malattia che tende a sostituire il tessuto cartilagineo, sottoposto a continui traumi, in tessuto osseo, trasformazione che avviene attraverso l’ossificazione, un processo favorito dalle cellule specifiche dette osteoclasti e osteoblasti, che rispettivamente demoliscono il tessuto cartilagineo e creano quello osseo.
IL SISTEMA MUSCOLARE
Il muscolo è un organo retrattile che produce il movimento delle ossa mediante i tendini, che si legano al muscolo presso la zona terminale di questo. Per tale motivo quello muscolare è detto sistema a locomozione attiva. Vi sono tre tipi di tessuto muscolare:
• Tessuto muscolare striato scheletrico
• Tessuto muscolare striato cardiaco
• Tessuto muscolare liscio
TESSUTO MUSCOLARE STRIATO SCHELETRICO
Si chiama striato perché ha bande chiare e scure e scheletrico perché si collega alle ossa e le fa muovere. È formato da lunghi elementi cilindrici chiamati fibre muscolari, legate fra di loro per mezzo di tessuto connettivo, nel quale vi sono nervi e vasi sanguigni. Ogni fibra è una cellula polinucleata, le cui dimensioni possono variare di molto. Alle estremità tali fibre si assottigliano e si inseriscono nel tessuto connettivo. Il citoplasma delle fibre è a sua volta formato da molti sottili filamenti allungati e tubolari, chiamati miofibrille. Le miofibrille hanno alternanza di bande chiare e scure, dovute alla ripetizione dei sarcomeri. Le bande sono dovute alla presenza di due diverse proteine: nella zona chiara vi sono sottili filamenti di actina, con struttura a doppia elica, mentre nella zona scura vi è un’altra proteina contrattile (miosina), più grande. Ciascuna miosina termina con una testa ingrossata. Le zone chiare del sarcomero si chiamano I, quelle scure A; la banda chiara al centro delle A prende il nome di zona H, e quella scura tra un sarcomero e l’altro è la linea Z. Quando il muscolo viene disteso, le zone A restano invariate, mentre le I aumentano di lunghezza; in caso invece di una contrazione, le I si riducono e le A rimangono invariate. Soltanto in contrazioni violente le A si riducono. Dalle teste delle fibre di miosina vi sono dei ponti trasversali con l’actina, i cui movimenti determinano la contrazione o la distensione del muscolo (il maggiore o minore ingresso dell’actina nella miosina).
Il tessuto muscolare scheletrico rappresenta oltre il 50% del nostro corpo, ed ha la capacità di contrarsi molto rapidamente (ad esempio i muscoli delle palpebre).
LA CONTRAZIONE
Il muscolo si contrae in seguito ad impulsi nervosi provenienti dal cervello e trasportati dai nervi. Se non vi fossero i nervi, il muscolo non si muoverebbe, deteriorandosi. Da ciò si capisce quanto il sistema nervoso e quello muscolare siano strettamente connessi. La terminazione nervosa (la parte terminale del nervo) si collega al muscolo mediante le sinapsi neuromuscolari. All’interno della terminazione nervosa vi sono delle vescicole che contengono l’acetilcolina. Quando l’impulso nervoso giunge al nervo, l’acetilcolina esce dalle vescicole e invade la zona della sinapsi, determinando delle reazioni che producono la fuoriuscita di ioni calcio (Ca2+), i quali sono contenuti in strutture tubolari poste attorno alle miofibrille. A contatto con le molecole di actina, gli ioni attivano la formzione dei ponti trasversali con la miosina, e quindi la contrazione muscolare. Poiché essa possa avvenire occorre però dell’energia, sotto forma di ATP (adenosintrifosfato). Si ricordino anche l’ATP (adenosindifosfato) e l’AMP (adenosinmonofosfato), prodotti delle varie reazioni dell’ATP. Ma l’ATP presente nei tessuti muscolari è scarso, sufficiente solo per 2 – 3 contrazioni. Se il muscolo deve compiere un lavoro più intenso, occorre rifornirlo di energia trasformando l’ADP in ATP, mediante due vie:
• Metaboliche aerobiche, distinte in lattacide e alattacide
• Metaboliche anaerobiche
La via alattacida, che prende il nome dal fatto che non produce acido lattico, consiste nella scissione della molecola creatinofosfato (CP), il che rigenera l’ATP:

Questa via permette un numero massimo di circa cento contrazioni. Se occorre svolgere un lavoro ancora più gravoso, intervengono le vie lattacide, che consistono nella scissione del glicogeno in molecole di glucosio e, successivamente, in acido piruvico:

Nelle vie lattacide si ha inoltre la trasformazione dell’acido piruvico in acido lattico; quando questo si accumula in grande quantità si ha la sensazione di fatica. L’allenamento fisico serve appunto ad abituare i muscoli a lavorare anche in presenza di acido lattico. Una parte di questo acido viene portata nel fegato e ritrasformata in glicogeno, la parte restante viene invece bruciata (ossidata) dall’ossigeno. In generale si può dire che le vie anaerobiche intervengono solo in caso di sforzi poco prolungati, altrimenti entrano in funzione le vie aerobiche. Esse consistono nella degradazione di sostanze presenti nel corpo (zuccheri, lipidi), che vengono trasformate in energia, anidride carbonica (CO2) e acqua.
In questo modo si ottiene dunque una quantità di energia molto maggiore.
Tutti i tipi di attività vengono generalmente suddivisi in sei gruppi:
TIPO DI ATTIVITA’
DURATA
ESEMPI
MECCANISMO DI PRODUZIONE DI ATP
Di potenza
Fino a 10 secondi
Sollevamento pesi
Anaerobico lattacido e alattacido
Prevalentemente anaerobica
Tra i 20 e i 45 secondi
200 m. piani
Glicolisi anaerobica (via lattacida)
Aerobica – anaerobica massiva
Tra i 45 secondi e i 3 – 4 minuti
400 m. piani
Glicolisi e sistemi ossidativi (aerobici)
Prevalentemente aerobica
Lunghi
Marcia, maratona, fondo
Sistemi ossidativi
Aerobica e anaerobica alternate
Lunghi
Calcio, tennis
Aerobici – anaerobici
Riflessi – destrezza
Brevissimi
Coordinamento, reazioni nervose, riflessi
Prevalentemente anaerobici
Ancora riguardo alle contrazioni, occorre dire che durante lo sforzo l’organismo subisce alcune modificazioni; le più rilevanti sono:
• Aumento della frequenza cardiaca
• Aumento della pressione sanguigna
• Aumento della concentrazione di acido lattico
• Aumento del numero di globuli rossi nel sangue, preposti a trasportare l’acido lattico nel fegato. La milza, dove sono contenuti i globuli rossi, può contrarsi in seguito allo sforzo
• Aumento della densità del sangue, dovuta all’espulsione dei liquidi attraverso la sudorazione
• Aumento della temperatura corporea
SFORZO AEROBICO
È uno sforzo prolungato ma poco intenso, come la marcia. Nei primi minuti l’energia proviene dalla via anaerobica, in particolare dalla dissociazione del CP e dell’ATP. Dopo i primi minuti entra in funzione il meccanismo aerobico. All’inizio del lavoro vi è un debito alattacido di ossigeno (la quantità di O2 che si sarebbe cioè consumata se le vie aerobiche si fossero messe subito in funzione). Quando ci si ferma, il valore del consumo di ossigeno scende gradualmente alla quantità di partenza. Da qui il “fiatone”: tutto l’ossigeno che viene utilizzato in più alla fine è il pagamento del debito alattacido iniziale; questo ossigeno è necessario per produrre una certa quantità di energia, che consente di ricaricare le vie anaerobiche che sono entrate in funzione nei primi minuti, e di ripristinare l’ATP e il CP.
SFORZO DI INTENSITA’ CRESCENTE
Dopo il raggiungimento del volume massimo di ossigeno consumato si riesce ad aumentare ancora lo sforzo grazie alla glicolisi anaerobica (e non più con la respirazione cellulare aerobica), che però trasforma, in assenza di ossigeno, l’acido piruvico in lattico. Dopo essersi fermati, l’O2 continua ad affluire in dosi massicce, per il pagamento del debito. Questa quantità di ossigeno è superiore a quella in eccesso negli sforzi prolungati perché oltre a ricostruire l’ATP e a ripristinare il CP serve anche ad eliminare l’acido lattico, assorbito dal fegato.
Da tenere in considerazione è la distinzione tra fibre rosse e bianche:
• Fibre rosse: più vascolarizzate, utili negli esercizi di potenza, possono, con allenamenti di resistenza, diventare bianche.
• Fibre bianche: poco vascolarizzate, utili negli esercizi di resistenza, non possono diventare rosse. Centometristi si nasce, fondisti si diventa.

Titoli: colonna mt 17, testo: times new roman 12

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