La nuova biologia.blu Il corpo umano PLUS: tessuto connettivo e ossa

L'architettura del corpo umano

ZANICHELLIDavid Sadava, David M. Hillis, H. Craig Heller, May R. Berenbaum La nuova biologia.blu Il corpo umano PLUS ZANICHELLI 2Capitolo C1 L'architettura del corpo umano ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

L'organizzazione gerarchica del corpo umano

3L'organizzazione del corpo umano è gerarchica Tutto il nostro corpo deriva da un'unica cellula: lo zigote. Lo zigote si divide ripetutamente generando cellule che a loro volta si dividono, si differenziano e si organizzano.

• Le cellule sono organizzate in tessuti.
• I tessuti formano gli organi.
• Gli organi a loro volta sono riuniti in sistemi e apparati.

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I tessuti e il differenziamento cellulare

4Un organo è composto da tessuti. Stomaco Tessuto epiteliale Rivestimento, trasporto, secrezione e assorbimento Tessuto connettivo Sostegno, rinforzo ed elasticità Tessuto muscolare Movimento All'interno di un organo, i tessuti sono specializzati in modi specifici. Tessuto nervoso Gestione delle informazioni, comunicazione e controllo I tessuti Il differenziamento cellulare porta alla formazione di tessuti; nel corpo di tutti i mammiferi ci sono quattro tipi di tessuti:

• epiteliale
• connettivo
• muscolare
• nervoso

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Il tessuto epiteliale

Caratteristiche del tessuto epiteliale

5tessuto epiteliale Il tessuto epiteliale può essere monostratificato o pluristratificato. Le caratteristiche dell'epitelio sono:

• cellule strettamente connesse;
• presenza della membrana basale;
• capacità di rinnovamento;
• assenza vasi sanguigni.

Cellule squamose Epitelio stratificato ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Tipi di tessuto epiteliale e funzioni

6Tipi di tessuto epiteliale A seconda delle loro funzioni i tessuti epiteliali possono essere suddivisi in:

• epiteli di rivestimento;
• epiteli ghiandolari;
• epiteli sensoriali.

0 dotto acini ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Il tessuto muscolare

Meccanismo di contrazione del tessuto muscolare

7Il tessuto muscolare Il tessuto muscolare è costituito da cellule di forma allungata che si contraggono e permettono il movimento. Il meccanismo di contrazione è basato sullo scorrimento di filamenti impilati costituiti da due tipi di proteine contrattili:

• actina;
• miosina.

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Struttura del muscolo scheletrico

8Il tessuto muscolare Tendini Fasci di fibre muscolari Un muscolo scheletrico come il bicipite può essere scomposto in fasci di fibre muscolari. Tessuto connettivo Membrana plasmatica Nuclei Bicipite Miofibrille Ogni fibra muscolare è una cellula multinucleata che contiene numerose miofibrille. Singola fibra muscolare (cellula) Mitocondri Linea Z Banda M 1 Banda I- Ogni miofibrilla è formata da filamenti spessi di miosina e filamenti sottili di actina molto ordinati. Singola miofibrilla In ciascuna miofibrilla è possibile individuare le unità di contrazione chiamate sarcomeri. Zona H 4 Banda A Singolo sarcomero Linea Z Filamento di actina good 20000 Filamento di miosina 00 00000 00 Linea Z Banda M 3 um Dove sono presenti solo filamenti di actina la miofibrilla appare chiara; dove vi sono sia filamenti di actina sia di miosina la miofibrilla assume un colore scuro. Sarcomero Banda A Linea Z Bandal Zona H La struttura del muscolo scheletrico Un muscolo scheletrico è costituito da fasci di fibre muscolari. Ogni fibra muscolare è una cellula multinucleata con numerose miofibrille, formate da filamenti di miosina e di actina ordinati, che conferiscono il caratteristico aspetto striato al muscolo. ZANICHELLI 9 Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Tipi di tessuto muscolare

Titina MuscoloTipi di tessuto muscolare Esistono tre tipologie di tessuto muscolare:

• muscolo scheletrico striato;
• muscolo liscio;
• muscolo cardiaco.

Muscolo scheletrico filamenti fibra 15 um Muscolo liscio Muscolo cardiaco 30 μm 15 um Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Il tessuto connettivo

Composizione del tessuto connettivo

Il tessuto connettivo è caratterizzato da cellule di forma irregolare disperse in una matrice extracellulare, costituita da:

• sostanza fondamentale;
• collagene ed elastina.

Il collagene forma fibre resistenti all'allungamento, mentre l'elastina conferisce elasticità al tessuto. ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Tipi di tessuti connettivi

11Tipi di tessuti connettivi I tessuti connettivi si distinguono in:

• connettivi propriamente detti:
  • connettivo denso in tendini e legamenti;
  • connettivo lasso nella pelle e tra gli organi;
  • tessuto adiposo con funzione di riserva energetica, protezione e isolamento;
• connettivi specializzati:
  • cartilagine, ricca di fibre di collagene;
  • sangue, l'unico tessuto connettivo fluido;
  • tessuto osseo, con funzione di sostegno, protezione e riserva di calcio.

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Il rinnovamento delle ossa

12Il rinnovamento delle ossa Piccolo vaso sanguigno Matrice ossea recentemente formata 0 Gli osteoblasti depositano nuova matrice ossea, riempiendo i canali scavati dagli osteoclasti. Vecchio tessuto osseo Gli osteoclasti demoliscono il vecchio tessuto osseo. Gli osteociti sono osteoblasti che rimangono intrappolati dalla matrice che loro stessi hanno prodotto. Il tessuto osseo viene costantemente rimodellato da cellule chiamate osteoblasti, dagli osteociti e dagli osteoclasti. ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Il tessuto nervoso

13tessuto nervoso Il tessuto nervoso è composto da:

• neuroni, che generano e trasmettono gli impulsi nervosi;
• cellule gliali (come gli astrociti) che hanno funzione di sostegno.

Dendriti Astrociti Corpo cellulare del neurone Assone Capillari 20 μm 60 μm ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Organi, sistemi e apparati

14Organi, sistemi e apparati Quando le funzioni di più tessuti vengono coordinate per svolgere un'unica attività, si forma un organo. Il cuore o il rene sono degli esempi di organi. Gli organi a loro volta possono essere raggruppati in sistemi o apparati. ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

I sistemi del corpo umano

15I sistemi Un sistema è un'unità morfofunzionale formata da organi con la stessa origine embrionale. Nel corpo umano ci sono cinque sistemi:

• sistema nervoso;
• sistema linfatico e immunitario;
• sistema endocrino;
• sistema scheletrico;
• sistema muscolare.

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16ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Gli apparati del corpo umano

17Gli apparati Un apparato è un insieme di organi con origine embrionale diversa, che cooperano per a stessa funzione. Nell'uomo gli apparati sono sei:

• apparato tegumentario;
• apparato cardiovascolare;
• apparato digerente;
• apparato respiratorio;
• apparato urinario;
• apparato riproduttore.

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18Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Le membrane interne

La superficie interna del corpo e degli organi sono rivestite da membrane epiteliali interne, distinte in:

• membrane mucose, delimitano le cavità che comunicano con l'esterno;
• membrane sierose, delimitano le cavità non comunicanti con l'esterno e gli organi in esse contenuti.

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L'apparato tegumentario

20L'apparato tegumentario La superficie corporea esterna è rivestita dalla cute, un involucro resistente, elastico, impermeabile e che agisce da barriera contro patogeni. Nella cute sono presenti differenti strutture: recettori sensoriali, ghiandole sudoripare e sebacee, peli e unghie. ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Struttura della cute /1

21Struttura della cute /1 Fusto del pelo Strato corneo Muscolo erettore del pelo Epidermide Strato basale (germinativo) Derma Fibra nervosa Vena Arteria Tessuto sottocutaneo Ghiandola sebacea Terminazioni nervose libere ZANICHELLI Follicolo pilifero Ghiandola sudoripara Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Struttura della cute /2

22Struttura della cute /2 La cute è costituita da due strati sovrapposti:

• l'epidermide, un epitelio pavimentoso pluristratificato che viene costantemente rinnovato;
• il derma, un materiale resistente ricco di fibre di collagene ed elastina, irrorato da vasi sanguigni, formato da tessuto connettivo.

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L'omeostasi

23L'omeostasi L'apparato respiratorio fornisce l'O2 e rimuove il CO2. La cute separa gli ambienti interni dall'esterno. L'apparato digerente fornisce le sostanze nutritive. Ambiente esterno CO. Alimenti, sali e acqua Le cellule degli organi scambiano materiali attraverso l'ambiente interno. Cuore Sangue L'apparato circolatorio trasporta i materiali all'interno del corpo. Liquido extracellulare Prodotti di scarto Materiale non assorbito Il liquido extracellulare bagna tutte le cellule del corpo. L'apparato urinario mantiene stabile il bilanciamento di acqua e sali dell'ambiente interno ed elimina dal sangue i prodotti di scarto. Gli organismi viventi mantengono costante il loro ambiente interno attraverso il meccanismo dell'omeostasi. ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

I meccanismi dell'omeostasi

24I meccanismi dell'omeostasi Ogni variabile del nostro organismo dipende da un sistema di controllo composto da:

• recettore
• centro di regolazione
• effettore.

L'effettore non realizza solo la risposta ma invia un segnale di ritorno al centro di controllo: il feedback. ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Controllo, regolazione e feedback

25Controllo, regolazione e feedback 1. Il limite di velocità mostrato dal cartello è il valore di riferimento ... 65 Limite di velocità 2. ... e il tachimetro fornisce il feedback negativo. La differenza fra i due è un segnale di errore. 3. Il feedback positivo - vedere il cervo - modifica il valore di riferimento e induce a rallentare. 0 4. Il guidatore agisce come un sistema regolatore, servendosi delle informazioni di feedback per controllare i freni e l'acceleratore. Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016

Un esempio di omeostasi: la regolazione della temperatura corporea

Un esempio di omeostasi La regolazione della temperatura corporea. L'evaporazione di acqua dalla superficie corporea o dalle vie respiratorie rinfresca il corpo. Radiazione solare Radiazione diffusa L'irraggiamento è lo scambio di calore tra gli oggetti e l'aria. Gli oggetti più caldi cedono calore a quelli più freddi. Radiazione diretta La conduzione è il trasferimento diretto di calore che avviene quando oggetti di diverse temperature vengono a contatto. Il calore viene perso per convezione quando un flusso d'aria (il vento) è più fresco della temperatura superficiale del corpo. Vento Radiazione riflessa ZANICHELLI Sadava et al. La nuova biologia.blu @ Zanichelli 2016 27