Anatomia e istologia

Morfologia umana – Istologia

Anatomia

L'anatomia è una scienza morfologica che studia le forme umane avvalendosi di tecniche scompositive, passando dal macroscopico al microscopico. Si parte dal grande e lo si scompone per scoprire aspetti di più piccole dimensioni; infatti, il termine anatomia deriva dal greco “ANATOMH” che significa dissezione. Lo studio delle forme umane non è esclusivo del medico e del biologo, ma riguarda tutti. Abbiamo esempi degli studi delle forme esterne dati da Michelangelo.

Morfologia

La morfologia è la procedura metodologica descrittiva delle forme e ha principi generali ai quali bisogna soggiacere:

• Scomposizione in parti: partire dal grande e ridurre le dimensioni.
• Geometrizzazione delle forme: trovare nel corpo qualche forma di cui già conosciamo l’aspetto attraverso lo studio della geometria euclidea.
• Analisi quantitative: dimensioni, lunghezze, volumi.

Ci sono livelli operativi:

• Descrittivo: necessita di codificazione terminologica (non ci si può occupare della risoluzione di un problema senza utilizzare termini adeguati).
• L’identificazione di una forma può avvenire mediante accostamento analogico con forme già note o geometrizzazione con scomposizione in parti per forme molto complesse (ad esempio, posso dire che la struttura del rene è riconducibile a un fagiolo oppure posso dividerlo fino a ottenere delle forme riconducibili alla geometria euclidea).
• Interpretativo: prevede collegamenti morfo-funzionali (forma e funzione sono strettamente collegati: ogni forma è tale per la funzione che quell’organo svolge).
• Causale: fattori che origine, evoluzione, accrescimento, mantenimento in funzione di una parte del corpo (organo o apparato).

Schema corporeo

Lo schema corporeo ci dà l’aspetto esteriore dei segmenti che compongono il corpo umano. Nella figura vengono rappresentati due schemi corporei, quello di un neonato (schema A) e quello di un adulto (schema B): abbiamo una testa e un tronco ai quali si attaccano gli arti. Rispetto alla dimensione completa nel neonato, la testa ha una dimensione proporzionalmente maggiore rispetto a quella dell’adulto, il tronco è privilegiato, mentre nell’adulto gli arti sono più lunghi. Ciò significa che lo schema rimane lo stesso, ma a cambiare sono i rapporti dimensionali.

Corpo umano

Il corpo umano può essere suddiviso in due parti: una parte assile e le appendici. La parte assile comprende la testa e il tronco, suddiviso a sua volta in collo, torace e addome. Le appendici comprendono gli arti superiori e gli arti inferiori, formati a loro volta da una cintura e una parte libera. La cintura d’attacco degli arti superiori è la spalla, quella degli arti inferiori l’anca. La parte libera è quella che ci permette di muoverci nello spazio: la parte libera dell’arto superiore comprende il braccio, l’avambraccio e la mano, mentre nell’arto inferiore comprende la coscia, la gamba e il piede. Inoltre, il braccio e l’avambraccio sono separati dal gomito, l’avambraccio e la mano dal polso; la coscia e la gamba sono divisi dal ginocchio, la gamba e il piede sono divisi dalla caviglia.

Campi di studio dell’anatomia

Il campo macroscopico si occupa dello studio dell’anatomia sistematica (sistemi), topografica (per regioni), degli organi i quali possono essere divisi in lobuli, zone, lobi, unità sovracellulari, fascetti, tonache. Ho bisogno dell’osservazione diretta (tecniche imaging, raggi endoscopici, raggi X, PET), con limiti dimensionali > 0,2-0,4 mm.

Il campo microscopico si occupa dello studio dell’istologia e della citologia, tessuti che sono divisi in cellule e sostanze fondamentali; ho bisogno della microscopia ottica; ho dei limiti > 0,2 mm.

In figura: sezione di tessuto osseo compatto lamellare che comprende gli osteoni.

Il campo ultramiscroscopico si occupa dello studio della citologia; ho bisogno della microscopia elettronica; ho dei limiti > 0,5-1 nm.

In figura: mitocondrio.

L’unità morfo-funzionale fondamentale è la cellula eucariotica che ha una membrana plasmatica, un citoplasma con organi e matrice e un nucleo con le informazioni fondamentali da tramandare alle cellule figlie.

Gerarchie costruttive del corpo umano

• Tessuto: aggregato di cellule e sostanze fondamentali.
• Organo: insieme ordinato di tessuti.
• Sistema: insieme di organi morfologicamente e funzionalmente omogenei (sistema scheletrico, muscolare, articolare, nervoso centrale, nervoso periferico).
• Apparato: insieme di organi morfologicamente e funzionalmente non omogenei e con diversa derivazione embriologica (apparato tegumentario, nervoso, locomotore, digerente, respiratorio, circolatorio, uropoietico, endocrino, riproduttivo).

Apparati della vita di relazione e vegetativa

Apparati della vita di relazione: apparato nervoso che comprende il sistema nervoso centrale, il sistema nervoso periferico e gli organi di senso; l’apparato locomotore che comprende il sistema scheletrico, il sistema muscolare e quello articolare.

Apparati della vita vegetativa: apparati della nutrizione che comprendono l’apparato digerente, apparato respiratorio, circolatorio e uropoietico; gli apparati della riproduzione che comprende l’apparato genitale maschile e femminile. Vi sono apparati che forniscono informazioni importanti: nell’apparato tegumentario ci sono terminazioni nervose che forniscono informazioni importanti per la vita di relazione, l’apparato endocrino produce attraverso la secrezione delle ghiandole informazioni di tipo chimico che permettono la regolazione delle attività vegetative.

Costruttività corporea e modelli costruttivi

La costruttività corporea è definita dall’apparato locomotore: fornisce sostegno e protezione, delimita spazi e cavità (teche ossee, pareti), permette il movimento reciproco dei segmenti corporei e la locomozione, coadiuva l’espletamento di funzioni fisiologiche (movimento muscoli mimici=facciali, masticatori, respiratori).

• Parte assile: a schema cavo – cavità neurali e cavità viscerali.
• Parte appendicolare: a schema pieno.

A destra: cavità toracica delimitata inferiormente dal diaframma. Spazi viscerali che contengono vari organi di vari apparati. Cavità neurali (superiore e dorsale) nella parte assile a contenuto nervoso (contengono organi del sistema nervoso centrale), nel cranio contengono cervello nella rimanente parte assile contengono midollo spinale.

Copertura cutanea (1), sezione terzo inferiore della coscia (2), muscolo quadricipite della loggia inferiore (3), spazi connettivali che delimitano loggia anteriore, mediale, posteriore (4). Al centro dell’arto ho una o più ossa. Attorno a esse ci sono muscoli raccolti in logge da piani connettivali.

Organizzazione 3D del corpo umano

Per poter effettuare la divisione del corpo umano è necessario collocare il corpo all’interno di un parallelepipedo definito da tre coordinate (x, y, z) e considerare la posizione anatomica del corpo (posizione anatomica di riferimento), che prevede il soggetto in stazione eretta e con i piedi in appoggio plantare con la parte assile eretta, testa in linea con l’asse del corpo, arti inferiori uniti, in linea con il tronco, piedi diretti anteriormente, arti superiori paralleli al tronco, la palma della mano diretta anteriormente. Ciascun asse definisce un piano:

• Piano frontale (anteriore/posteriore): asse longitudinale + asse trasversale.
• Piano trasversale o orizzontale (superiore/inferiore): asse trasversale + asse longitudinale.
• Piano sagittale (destra/sinistra): asse longitudinale + asse sagittale.

Ci saranno infiniti piani frontali, trasversali, sagittali, ma ci sarà solo un unico piano sagittale che dividerà il corpo in due parti simmetriche chiamate antimeri. Questo piano è definito piano anatomico sagittale mediano.

Simmetria e terminologia

Simmetria latero-laterale (bilaterale).

• Piano frontale: anteriore-posteriore, ventrale-dorsale, palmare-dorsale, plantare-dorsale.
• Piano trasversale: superiore-inferiore, craniale-caudale.
• Piano sagittale: mediale-laterale.
• Cintura d’attacco: prossimale-distale-intermedio (avambraccio).

L’occhio è craniale rispetto alla bocca, il mento è caudale rispetto alla bocca. Il collo è craniale, l’addome è caudale. Mediale = vicino, laterale = lontano; se mi riferisco alle appendici (arti) uso come riferimento la cintura d’attacco.

Apparati e organi

• Funzioni della vita vegetativa: per la conservazione e la propagazione della specie.
• Funzioni della vita di relazione: in rapporto con la situazione ambientale.

Organi

• Pieni a struttura filamentosa o fibrosa: formati da un involucro connettivale di copertura e stroma di sostegno con carattere scompositivo gerarchico contenente le condutture (muscoli drenati dai vasi e innervati da nervi, tendini che attaccano il muscolo all’osso, nervi costituiti da fascicoli rivestiti da lamine di tessuto connettivale).
• Cavi a tonache sovrapposte di tipo viscerale o vascolare: stratificazione di tessuti con funzioni differenti (tonaca mucosa, tonaca sottomucosa connettivale, tonaca muscolare, tonaca sierosa).
• Parenchimatosi: impalcatura di sostegno, involucro capsulare di natura connettivale e ilo: ingresso e uscita per vasi (ghiandole, polmoni, gonadi, linfonodi).

Spazi corporei

Intervalli di ordine macroscopico compresi fra gli organi o che circoscrivono uno o più organi. Possono essere:

• Connettivali: organizzati in logge, definite da limiti fasciali o piani ossei (loggia muscolare, loggia parotidea, loggia renale, ghiandola salivare maggiore, organi splancnici, ghiandola esocrina a secrezione sierosa) o interstizi i cui limiti non sono ben definiti (spazio vascolare, spazio viscerale).
• Sierosi: definiti da membrane sierose (peritoneo, pericardio, pleura; i primi due sono impari, mentre la pleura è pari, cioè simmetrica).
• Neurali: particolare tipo di spazio connettivale a contenuto nervoso, definiti da lamine connettivali (meningi) connesse ad astuccio osteo-legamentoso (speco vertebrale in cui è contenuto il midollo spinale).

Tessuti epiteliali (Epiteli di rivestimento)

Il corpo umano nel suo insieme è come una borsa di fluido separato dall’ambiente esterno. I tubi (canale digerente, vie respiratorie) collegano ambiente esterno con le parti più profonde, dove le sostanze possono essere assorbite nella parte più interna, fluida, oppure essere prodotte internamente e portate al di fuori (secrete).

Accessori: condizioni costanti all’interno consentono alle unità funzionali presenti (cellule) di sopravvivere e riprodursi.

Corpo umano - Funzioni organiche

Funzioni organiche regolate da due sistemi di elaborazione delle informazioni:

1. Apparato nervoso: decodifica e produce informazione con un’alta velocità di conduzione ma stimoli hanno una durata molto breve.
2. Apparato endocrino: produce informazioni di tipo chimico (non elettrico) che vengono immesse nel torrente circolatorio e hanno bassa velocità di conduzione ma gli effetti degli ormoni persistono nel tempo, il prodotto sono gli ormoni prodotti dalle ghiandole endocrine.

L’equilibrio è garantito dal corretto funzionamento dell’organismo. Il punto in cui vengono a contatto, in corrispondenza di una parte del sistema nervoso centrale, dove c’è connessione vascolare con ghiandola che dirige il traffico di informazioni ormonali è l’ipofisi.

Organizzazione del meccanismo ormonale

Atomi → molecole → cellule che secernono e regolano materiale e fluidi extracellulari → tessuti → organi con speciali funzioni → apparati.

Teoria cellulare:

• Tutti gli esseri viventi sono formati da una o più cellule.
• Le cellule sono le più piccole unità strutturali in grado di svolgere funzioni vitali.
• Le reazioni chimiche di un organismo vivente (liberazione di energia – reazioni di biosintesi) avvengono dentro le cellule.
• Cellule originano da altre cellule.
• Cellule contengono informazioni ereditarie degli organismi che compongono (DNA).

Cellula eucariota

La cellula eucariota è l'unità morfo-funzionale fondamentale e presenta:

• Membrana plasmatica: che separa ambiente interno-esterno.
• Citoplasma: matrice citoplasmatica + organuli con diverse funzioni.
• Nucleo: (polinucleate o anucleate) come eritrociti: informazioni genetiche proprie dell’organismo.

La cellula può avere forme, grandezza e aspetti diversi che corrispondono a funzioni diverse. Ad esempio: eritrocita, cellula adiposa, fibrocellula muscolare liscia, fibra muscolare striata, cellule nervose. Una grande variabilità cellulare consente a ogni tipo differente di cellula un’altissima specializzazione.

Specializzazioni della membrana

• Ciglia: spostano particelle - si muovono sempre nello stesso verso, ad esempio nella trachea e nei bronchi trasportano e spostano particelle indesiderate a livello delle vie aeree superiori si trovano nello spessore di questi tessuti che presentano a livello apicale queste particelle: ghiandole che secernono muco, che diventa catarro (quando infetto) e espulso tramite tosse.
• Flagelli: estroflessioni della membrana plasmatica che forniscono maggior motilità alla cellula.
• Microvilli: estroflessioni digitiformi della membrana con funzione legata all’aumento della superficie della cellula da cui deriva un aumento della superficie della membrana plasmatica. Esempio: tessuti, la cui funzione è di assorbimento di sostanze nutritive - aumentando superficie si aumenta capacità di assorbire da parte della cellula considerata.

Trasporto di sostanze

• Esocitosi: trasporto di sostanze verso l’esterno: cellula secretoria.
• Endocitosi: trasporto verso l’interno di sostanze che possono essere veicolate da vescicole di trasporto nella cellula; cellule che ricevono sostanze, poi digerite e vengono espulsi i prodotti della loro deplezione; vescicole di secrezione che a livello dell’ambiente interno si muovono verso la membrana plasmatica per eliminare il secreto.
• Fagocitosi: funzione per difendere la cellula e l’ambiente circostante dall’attacco di agenti patogeni, come batteri. Esempio: cellula presente a livello del sangue, un granulocita neutrofilo che sta fagocitando batterio in fase di divisione, per replicarsi. Macrofagi: cellule che assaltano parassita e fagocitano.

Tessuti

Il tessuto è l'organizzazione di cellule e matrice extracellulare che le circonda:

1. Epiteliali: coprono superfici, delimitano cavità, producono secreti.
2. Connettivali: riempiono spazi interni, danno appoggio strutturale, conservano energia (tessuto adiposo), svolgono funzione trofica (di nutrimento, esempio: sangue).
3. Muscolari: movimento, postura, mantengono temperatura corporea.
4. Nervoso: trasporta impulsi elettrici e informazioni.

Tessuto epiteliale

Il tessuto epiteliale è costituito quasi interamente da cellule:

• Cellule a mutuo contatto.
• Cellule poggiano su membrana basale, che costituisce limite con tessuto connettivo sottostante.
• Quelli di rivestimento non sono vascolarizzati e riescono a costituire scambi metabolici attraverso dispositivi di diffusione da parte del tessuto connettivo sottostante, possono presentare specializzazione sulla superficie libera del tessuto (esiste uno strato che poggia sulla membrana basale e una parte della cellula che invece è rivolta verso l’esterno e questa superficie è libera - specializzazioni: ciglia, microvilli).
• Hanno numerose giunzioni intercellulari sulla membrana cellulare che si vengono a creare tra pareti della cellula che si trovano mutuamente in contatto le une fra le altre.

I tessuti epiteliali possono essere:

• Di rivestimento: cellule strettamente ravvicinate a formare delle lamine - lamina basale.
• Ghiandolari o secernenti: cellule strettamente ravvicinate a formare aggregati di aspetto vario, il cui aspetto dipende dalle caratteristiche della ghiandola.

Giunzioni cellulari

Le giunzioni cellulari svolgono diverse funzioni:

• Mantengono adesione reciproca delle cellule epiteliali e adesione cellulare con la matrice extracellulare.
• Favoriscono la comunicazione tra cellule quindi lo scambio di sostanze (non tutte le giunzioni).

Dipendono da due sistemi:

• Proteine di membrana (molecole “adesive” specializzate).
• Aree specializzate della membrana cellulare incorporate nella giunzione.

Possono essere divise in 3 classi, a seconda della funzione che la giunzione deve garantire e il livello in cui si trova la parte di membrana plasmatica interessata alla giunzione con una cellula contigua:

• Strette o occludenti: legano cellule e formano una barriera impermeabile - impediscono diffusione di molecole fra cellule adiacenti e delimitano superfici specializzate della membrana per assorbimento o secrezione.
• Aderenti o ancoranti e desmosomi: conferiscono resistenza e stabilità meccanica all’epitelio - legano il citoscheletro di una cellula a quella delle cellule vicine o ai tessuti sottostanti.
• Comunicanti: consentono passaggi intercellulari di piccole molecole. Esempio: complesso o sistema di giunzioni in 2D-3D tra due cellule epiteliali adiacenti.