Struttura e funzioni degli animali: un viaggio tra tessuti e organi

Caratteristiche distintive degli animali

Gli animali sono organismi pluricellulari, eucarioti ed eterotrofi. Tutti gli animali differiscono dagli altri organismi pluricellulari ed eucarioti (piante, funghi) per:

1 Non svolgono la fotosintesi come le piante;

2 Le cellule sono prive di pareti a differenza di piante e funghi;

3 Digeriscono cibo all’interno del corpo a differenza dei funghi che hanno una digestione extracellulare;

Vantaggi della pluricellularità

L’evoluzione verso la pluricellularità ha portato a due vantaggi: un corpo più grande (maggiore quantità di cibo consumato, e maggiore durata della vita) e la suddivisione del lavoro tra molte cellule (che porta a una maggiore efficienza funzionale dovuta alla specializzazione). Ogni animale è formato da molte cellule (1000 miliardi nell’uomo) specializzate organizzate in tessuti e organi: essi contribuiscono a dare agli animali le loro caratteristiche distintive:

1 Eterotrofia: ottengono energia e nutrienti cibandosi di altri organismi; le molecole organiche ingerite vengono demolite (digestione) nel corpo in molecole più piccole (glucosio, aminoacidi, acidi grassi) utilizzate come fonti di energia (demolite ulteriormente tramite la respirazione cellulare) e come materiali di partenza per la sintesi delle proprie macromolecole (polisaccaridi, lipidi, proteine, acidi nucleici). Per procurarsi il cibo e digerirlo gli animali sono provvisti di strutture specializzate.

2 Locomozione: muovere l’intero corpo in modo controllato da un luogo all’altro; essa è collegata all’eterotrofia in quanto ci si muove in cerca di cibo. Molte strutture del corpo sono associate alla locomozione: scheletro, nervi, muscoli.

3 Omeostasi: la capacità di mantenere il proprio ambiente interno in uno stato ottimale e relativamente stazionario. Le cellule hanno due funzioni: sopravvivere come tali e con la loro specializzazione far sopravvivere le altre.

Funzioni cellulari e omeostasi

Ogni cellula animale contribuisce all’omeostasi: essa agisce attraverso meccanismi a retroazione negativa, nei quali un fattore di disturbo dell’ambiente interno provoca una risposta correttiva opposta. Questi meccanismi si indeboliscono con l’età e per cause diverse (malattie, stress). I meccanismi omeostatici intervengono su:

Adattamenti per il controllo della temperatura

1 La temperatura: determina il tasso delle attività cellulari; elevata consente reazioni chimiche più rapide, ma troppo elevata (sopra i 43°) porta al malfunzionamento degli enzimi e quindi alla morte. Ogni animale ha adattamenti diversi che consentono il controllo della temperatura: sono per esempio anatomici (dimensione e forma del corpo, presenza peli o piume) e fisiologici (brividi, sudorazione)


Equilibrio chimico e fluidi corporei

2 Equilibrio chimico dell’organismo: gli animali regolano l’ambiente chimico tramite adattamenti fisiologici che consentono di controllare la composizione del liquido presente intorno alle cellule, il fluido extracellulare. Esso rifornisce le cellule di ossigeno, glucosio, amminoacidi e altre sostanze necessarie, e provvede ad eliminar ei rifiuti. La concentrazione di ioni in esso va regolata con cura perché da esso dipendono caratteristiche come il pH, il potenziale di membrana della cellula e la quantità d’acqua presente nella cellula, determinata dalla direzione dell’osmosi. Quasi tutti gli animali possiedono due tipi di fluido: il liquido interstiziale, che circonda le cellule, e il plasma, la parte acellulare del sangue. La composizione chimica del liquido è controllata da quella del plasma a causa di un continuo scambio di sostanze.

Diversità cellulare e tessuti animali

Un animale complesso come l’uomo è formato da 350 tipi di cellule diverse. Un tessuto è un insieme di cellule situate una vicina all’altra che contribuiscono in modo simile a svolgere lo stesso compito. Esse sono tenute insieme di solito da una rete di molecole organiche (proteine e polisaccaridi) e dalle forze di adesione tra le loro membrane plasmatiche. I tessuti animali in base alla loro struttura e funzione sono:

1 Epiteliale: costituito da uno strato di cellule strettamente addossate tra loro, ricopre la superficie esterna del corpo, gli organi interni e le superficie interne dei vasi e delle cavità corporee. Esso è suddiviso a sua volta in base alla forma delle cellule che lo compongono e al numeri di strati presenti. Ciò che entra ed esce dal corpo passa per il tessuto epiteliale che è barriera tra interno e esterno, capace di regolare l’ingresso e l’uscita dei materiali (prelevano sostanze da un lato e le liberano dall’altro), di proteggere i tessuti interni (formando una barriera contro perdite d’acqua, danni meccanici e invasioni di virus) e di secernere sostanze (alcune cellule sono specializzate in ciò: possono produrre ormoni, muco, sudore, enzimi. Alcuni tessuti epiteliali contengono molte cellule secernenti e sono chiamati epiteli ghiandolari; altre sono riunite in ammassi che formano organi specializzati alla secrezione, le ghiandole che possono essere esocrine (riversano i secreti all’esterno o in una cavità corporea) o endocrino (riversano i loro prodotti, gli ormoni, nel circolo sanguigno: esse sono molto vascolarizzate per il drenaggio del prodotto).

2 Connettivo: le cellule che lo compongono sono distanziate le une dalle altre e disperse in un miscuglio di sostanze di vario tipo, prodotto dalle cellule stesso chiamato sostanza fondamentale o matrice extra cellulare (composto da fibrina, elastina, fibronectina, laminina, entactina, fibrinogeno, fibre proteiche). Alla base di essa, che può essere fluido, gelo o solido, i tessuti connettivi sono divisi in categorie:

Tipi di tessuto connettivo

1 Connettivo propriamente detto: lasso e denso, es. sottocute e tendini, legamenti;


2 Cartilagineo: punta del naso, orecchio esterno;


3 Osseo: scheletro;


4 Sangue: canale dei vasi sanguigni, cavità cardiache;

Alcuni tessuti connettivi svolgono poi funzioni specializzate: il tessuto adiposo immagazzina sostanze di riserva e isola dalla perdita di calore e gli organi interni.

Tessuti muscolari e loro funzioni

3 Muscolare: genera il movimento delle parti del corpo grazie alla capacità dei suoi fasci di cellule affusolate di contrarsi e allungarsi. La metà del peso di un uomo è fatta dai muscoli. Negli animali ci sono tre tipi di tessuto:

1 Scheletrico: o striato è responsabile del movimento dello scheletro e permette la locomozione (es. pelle e lingua).


2 Cardiaco: costituisce il cuore.


3 Liscio: circonda i vasi e si trova nelle pareti degli altri organi cavi (es. stomaco, intestino). Quando le sue cellule si contraggono il tessuto muscolare liscio determina il restringimento del canale interno al vaso.

Tessuto nervoso e comunicazione cellulare

4 Nervoso: formato da una rete di cellule nervose in grado di ricevere segnali e di trasportarli da una parte all’altra del corpo. Esse sono i neuroni, specializzate nella trasmissione di impulsi nervosi. Il tessuto nervoso è costituito anche da altre cellule detto gliali che nutrono e sostengono le nervose. Esso è formato da tre tipi di neuroni:

1 Neurone sensoriale: trasmette informazione dall’ambiente esterno a un interneurone (in alcuni casi direttamente al neurone motorio);


2 Interneurone: trasmette informazione da un sensoriale o da un altro interneurone a un interneurone o a un neurone motorio;


3 Neurone motorio: trasmette informazioni da un interneurone (in alcuni casi sensoriale) a un muscolo o a una ghiandola.

Organi e apparati negli animali

Tessuti diversi si riuniscono in organi ciascuno contraddistinto da una funzione specifica e organi diversi si riuniscono in apparati. Un organo è costituito da almeno due dei quattro tessuti che contribuiscono in modo diverso allo svolgimento di una particolare funzione. L’organo più esteso è la pelle, spessa 2 mm, isola i tessuti interni dall’ambiente esterno ed è formato da tutti e quattro i tessuti. La porzione più esterna di essa è l’epidermide (tessuto epiteliale pluristratificato, il cui strato superiore è fatto da cellule morte piene di cheratina, poi da cellule vive tra cui i melanociti e infine da cellule basali che formano altre cellule), quella sotto è il derma, un tessuto connettivo che ancora lì epidermide e contiene diverse strutture (come i vasi, i muscoli, le cellule nervose), quella sotto è l’ipoderma formato da tessuto adiposo che isola il corpo. Un apparato è un gruppo di organi che contribuiscono in modo diverso a un’unica funzione. I dieci apparati sono interagenti. Le attività delle cellule animali vengono coordinate in modo da garantire una corretta risposta corporea agli stimoli ambientali. L’organismo riceve informazioni dall’esterno, le valuta e da istruzioni a determinate cellule di reagire a tali stimoli. Le cellule comunicano tra di loro per mezzo di messaggeri chimici, molecole secrete da una cellula che influenzano l’attività di altre cellule. La maggior parte dei messaggeri modifica le attività delle cellule bersaglio legandosi a recettori proteici delle loro membrane plasmatiche. Il legame modifica la permeabilità della membrana a determinate sostanze oppure segnala alla cellula di aumentare o diminuire una delle sue attività. Ogni cellula è in grado di secernere messaggeri chimici ma quelle specializzate in questo compito sono le ghiandole endocrine i cui messaggeri sono gli ormoni.