Anatomia Umana - 1° Anno Scienze Motorie

Anatomia umana e sport

Capitolo 1: Citologia e istologia

L’istologia è la scienza che studia l’intima struttura degli animali e delle piante e che ricerca i rapporti tra struttura e funzione a livello cellulare. L’unità vivente elementare è chiamata cellula. Esistono diversi tipi di cellule ma tutte le cellule normali possiedono alcuni attributi in comune. Le strutture e le attività delle cellule sono rese visibili utilizzando particolari coloranti, come l’ematossilina o l’eosina che colorano la cromatina del nucleo o il citoplasma.

Capitolo 1.1: La cellula

La maggior parte delle cellule è composta da un nucleo immerso nel citoplasma e delimitate dalla membrana cellulare. Il citoplasma e il nucleo insieme sono indicati con il termine protoplasma. La membrana cellulare regola gli scambi con l’esterno. Il nucleo è delimitato dalla membrana nucleare. Il contenuto del nucleo è costituito da cariolinfa e granuli di cromatina. Nel nucleo c’è anche il nucleolo (possono essere anche due o più nello stesso nucleo). Alcune cellule (tipo le fibre muscolari) possono avere due o più nuclei immersi nello stesso citoplasma condiviso. Nel citoplasma ci sono gli organuli e gli inclusi (Golgi, mitocondri, fibrille ecc.; gli inclusi sono accumuli di proteine, lipidi, carboidrati, pigmenti e granuli di secreto che rimangono nella cellula solo per un certo periodo).

• Le principali attività della cellula si dividono in:
• Attività vegetative
• Attività di accrescimento e riproduzione
• Attività funzionali specifiche

Attività vegetative comprendono un complesso di funzioni indispensabili alla sopravvivenza della cellula come l’assorbimento, l’assimilazione e l’escrezione dei cataboliti. Le cellule che svolgono queste funzioni si trovano nel periodo di riposo detto intercinesi.

L’accrescimento richiede l’elaborazione di nuovi materiali strutturali (cioè la cellula si ingrandisce e deve ovviamente creare nuove strutture da trasmettere alla cellula figlia). La funzione principale è la mitosi (o la meiosi se sono cellule aploidi).

Attività funzionali specifiche sono quelle attività che compiono particolari tipi di cellule (contrazione, assorbimento ecc.) e sono fatte da cellule prive di mobilità e di attività moltiplicativa (cellule postmitotiche).

Citomorfosi: insieme di modificazioni morfologiche e funzionali che si realizzano durante la vita di una cellula. Ipertrofia: notevole ingrossamento delle singole cellule. Necrosi: morte programmata della cellula.

[Consiglio: per approfondimenti su organuli, macromolecole, cromosomi e geni vedere il file di Biologia Applicata]

Capitolo 1.2: Tessuto epiteliale

Generalmente si distinguono due tipi di tessuto epiteliale che adempiono a due differenti funzioni. Il primo forma membrane mono e pluristratificate che rivestono la superficie del corpo e le cavità interne e ha funzione protettiva e di rivestimento. Il secondo si presenta sotto forma di cordoni solidi o tubuli o follicoli e ha funzione di secrezione, assorbimento ed escrezione (da ricordare però che diversi strati di rivestimento hanno le stesse funzioni).

Gli epiteli sono costituiti da cellule a forma geometrica in contatto reciproco. Presentano “terminal bars” (quadri di chiusura). Le cellule possono essere unite da ponti intercellulari. Gli epiteli di rivestimento poggiano su una membrana basale che spesso è così sottile che è quasi impossibile vederla con i classici metodi di colorazione, può comunque essere anche molto spessa. Gli epiteli si dividono in due gruppi:

• Epiteli semplici (cellule su un unico strato e sulla stessa membrana basale)
• Epiteli stratificati (cellule allineate in più file sovrapposte, più strati)

Le cellule possono presentare ciglia, presenti soprattutto nelle zone riguardanti l’apparato respiratorio.

Capitolo 1.3: Tessuto muscolare

Le cellule muscolari differiscono da quelle connettivali per la loro struttura e per la loro funzione. Queste cellule che prendono il nome di fibre, infatti, sono elementi allungati e contrattili (cosa che invece non hanno le cellule connettive). La funzione del tessuto muscolare è quella di far muovere, mediante la sua contrazione, le varie parti del corpo. Le caratteristiche comuni a tutti i tipi di muscoli sono:

• Cellule di forma allungata con nuclei ben definiti
• Citoplasma (sarcoplasma) che contiene fibrille che decorrono parallelamente all’asse longitudinale della cellula
• Le fibre muscolari sono circondate da una membrana limitante, il sarcolemma

Dal punto di vista morfologico si possono distinguere tre tipi di muscolatura:

• Tessuto muscolare liscio (fa parte del sistema nervoso autonomo (SNA), cioè è un tessuto muscolare involontario)
• Tessuto muscolare scheletrico (tessuto muscolare volontario e controllato da impulsi)
• Tessuto muscolare cardiaco (fa parte dell’SNA, involontario)

Il tessuto muscolare liscio è formato da cellule allungate e fusiformi. Contiene le miofibrille costituite da actina e miosina e sono il modello costitutivo filamentoso della muscolatura. Le miofibrille in questo tipo di tessuto, sono sottili e difficilmente distinguibili. La membrana cellulare è chiamata sarcolemma. Le cellule di questo tipo di muscolo non presentano sarcomeri né striature, si contraggono grazie alle interazioni actina-miosina (costituenti dei filamenti del citoscheletro di questo tipo di cellula) che provocano scivolamenti tra i filamenti. Questo tipo di muscolatura ha una contrazione lenta e un rilassamento altrettanto lento e si può stirare. Risponde a stimoli come segnali nervosi, ormoni, farmaci o concentrazioni locali di gas del sangue. Le cellule sono legate con giunzioni gap. La maggior parte della muscolatura liscia è innervata da entrambi i componenti del SNA. Alcuni ormoni o altri agenti endocrini, stimolano o inibiscono la contrazione di questo tipo di muscolo. Le cellule mioepiteliali si associano alle cellule secretorie di varie ghiandole esocrine e, quando queste cellule si contraggono, assicurano l’espulsione di prodotti di secrezione.

Il tessuto muscolare striato, detto anche muscolo scheletrico o striato/volontario, presenta caratteristiche diverse rispetto a quello liscio. Le fibre di questo tipo di muscolo sono polinucleate (cioè hanno più nuclei nello stesso citoplasma). Queste fibre sono molto più lunghe e spesse rispetto a quelle lisce. La membrana sarcolemmale (costituita da una sottile lamina nel muscolo liscio), nel muscolo striato è più spessa e può essere facilmente individuata alla periferia delle fibre come una membrana priva di struttura. Come dice il nome, la principale caratteristica è la striatura trasversale delle miofibrille. Ogni miofibrilla è costituita da una successione di bande differenti (chiara o scura a seconda che è isotropa o anisotropa). Le bande scure si alternano con quelle chiare e danno vita alla striatura. La linea di Hensen (Disco Mediano) attraversa la parte scura, la linea di Krause la parte chiara. Anche i filamenti che compongono le miofibrille e di conseguenza le bande, sono formati da actina e miosina a seconda della banda che compongono e la divisione di colore indica appunto la diversa composizione dei filamenti a seconda della banda costituita. In una fibra ci sono parecchi nuclei. Questo tipo di muscolo si inserisce alle ossa e le connessioni si fanno per mezzo di tendini. Le fibre del muscolo scheletrico sono:

• A contrazione rapida, contrazioni di breve durata e facilmente si affaticano (fibre bianche, denominate di tipo IIB, metabolismo anaerobico perché fanno ATP con la glicolisi, numero minore di capillari)
• A contrazione lenta, vanno incontro a contrazioni ripetitive e di lunga durata, più resistenti alla fatica (fibre rosse, denominate di tipo I, ricca vascolarizzazione e abbondante mioglobina)

Esiste anche un terzo tipo di fibra intermedia e nell’uomo, sono sempre presenti tutti e tre tipi di fibra in un rapporto costante, caratteristico per quel tipo di muscolo.

Il tessuto muscolare cardiaco (o muscolo cardiaco), è composto da miociti cardiaci, descritti tradizionalmente come fibre del miocardio. Queste fibre sono elementi cellulari distinti congiunti da speciali giunzioni intercellulari dette dischi intercalari. I sarcomeri rappresentano delle regioni, che si ripetono lungo la cellula, di filamenti di actina e miosina che scivolano l’uno sull’altro durante la contrazione. Le fibre muscolari si connettono allo scheletro fibroso, un sistema di anelli di tessuto connettivo e fibre elastiche che separano gli atri dai ventricoli. Il miocardio di queste camere è rivestito dal tessuto di sostegno dell’endocardio interno e dell’epicardio esterno. I sarcomeri di questo tipo di muscolo sono leggermente diversi rispetto ai sarcomeri del muscolo scheletrico. Presentano abbondanti mitocondri. Prevede il processo denominato rilascio di calcio indotto dal calcio.

Capitolo 1.4: Tessuto connettivo di sostegno

Il corpo umano è sostenuto e tenuto insieme da una varietà di tessuti che vengono tradizionalmente definiti come tessuti connettivi, detti anche tessuti di sostegno, al fine di indicare la loro funzione dinamica nello sviluppo, crescita e omeostasi di diversi tipi di tessuto adiacenti. Questo tipo di tessuto è formato da due componenti:

• Cellule
• Matrice extracellulare (ECM, può essere acquosa, rigida o in una fase intermedia, varia la sua consistenza a seconda della matrice con la quale è stata costruita e della funzione che deve svolgere [ricorda infatti che la matrice è creata dalle cellule immerse in essa], è una componente dominante del tessuto di sostegno)

La principale cellula del tessuto connettivo è il fibroblasta, cellula presente per esempio nei tendini e i legamenti. Le cellule adipose/grasse si differenziano in lipoblasta, tra questi ricordiamo i condroblasti (producono cartilagine), osteoblasti e i mioblasti. Per una completa classificazione delle cellule di questo tipo di tessuto abbiamo le cellule mesenchimiali, le cellule che possono dar vita a tutti i tipi di cellula suddetti e per questa caratteristica sono definite come cellule staminali/pluripotenti.

Tra i componenti della matrice troviamo le proteine fibrose, cioè fibre collagene (sintetizzate dai fibroblasti, 18 varianti, alta forza tensile, costituiscono il 25% delle proteine totali del corpo) ed elastiche, che conferiscono forza e resistenza alla deformazione e alla trazione. Le fibre collagene possono essere di tipo 1, 2, 3, sono relativamente stabili. Esiste anche un tipo 4, privo di fibrille, che si trova nelle lamine basali. I tendini e i legamenti presentano un alto contenuto di collagene. Tendini e legamenti possono essere stirati fino a un 3-4% senza danni, strappi superiori invece implicano una rottura delle fibre. La rottura completa (10-20% di tensione) è molto pericolosa perché provoca dolore momentaneo e uno sforzo continuo può creare danni importanti.

Una distribuzione più dispersa di fibre elastiche la si ha nel derma, dove però queste sono fondamentali per l’elasticità della pelle. Sono presenti comunque nei polmoni, nel tessuto vertebrale della colonna vertebrale (ne permette la flessione e la curvatura della colonna senza rompere il legamento che danneggerebbe il midollo) e nel padiglione esterno dell’orecchio.

Tessuto connettivo lasso o areolare (areolare perché la matrice presenta spazi vuoti) è il tipo più comune e ampiamente diffuso.

Tessuto adiposo consiste di cellule adipose e le sue funzioni sono principalmente di riserva energetica e di grassi, ammortizzazione di traumi attorno a molte articolazioni e funzione isolante.

Tessuto connettivo mucoso si trova principalmente nell’embrione e ha una grande presenza di matrice con poche cellule o fibre (esempio: il cordone ombelicale).

Tessuto connettivo denso regolare presenta grossi fasci di fibre collagene allineate in una direzione con orientamenti generali, che conferiscono al tessuto grande resistenza alla tensione (esempio: tendini, legamenti).

Tessuto connettivo denso irregolare presenta grossi fasci di fibre collagene orientate in varie direzioni che permette al tessuto di resistere alla tensione a seconda dell’orientamento (esempio: derma, capsule degli organi).

Capitolo 1.5: Cartilagine

La cartilagine è composta da un’abbondante matrice extracellulare prodotta dai condrociti, non contiene nervi, vasi sanguigni o linfatici. Non è un tessuto forte come l’osso ma resiste comunque a forze di compressione e tensione. Il tipo più diffuso più è la cartilagine ialina (aspetto viscoso, basso coefficiente di frizione, ideale per superfici articolari), insieme alla cartilagine elastica (presenta grande flessibilità ed elasticità) e la fibrocartilagine, che possono essere considerate come delle varianti della ialina, differiscono infatti solo nella composizione della matrice.

La fibrocartilagine è sostenuta da grandi fasci di fibre collagene e ha una piccola quantità di matrice amorfa. Questo tipo di cartilagine non si trova mai isolata, infatti si fonde con i tessuti adiacenti; possiede considerevole resistenza alla trazione e alla compressione (ne sono un esempio i menischi del ginocchio).

Capitolo 1.6: Tessuto osseo

Il tessuto osseo forma un sistema a sé di strutture con funzione di sostegno: lo scheletro. È ovviamente un tessuto a funzione meccanica, pertanto è formato da cellule e sostanza intercellulare, quest’ultima però si mineralizza in questo caso. Il tessuto osseo si differenzia per ossificazione indiretta/condrale: si ha infatti ossificazione che si distingue in endocondrale o pericondrale. Quando il tessuto osseo si forma direttamente dal mesenchima si ha l’ossificazione diretta/membranosa. Questi due processi di ossificazione generano entrambi un tipo di osso detto spugnoso/spongioso, questo tipo di ossa subisce un processo di erosione e ricostruzione.

Nel processo di ossificazione si distinguono quattro tappe:

• Formazione di trabecole
• Confluenza delle trabecole
• Erosione
• Ricostruzione sotto forma di osso spugnoso o compatto

L’osso compatto presenta una struttura più regolare rispetto a quello spugnoso, presenta il canale di Havers e le lamelle interstiziali tra questi canali. Ci sono anche dei canali perpendicolari a quelli di Havers, questi prendono il nome di Canali di Volkmann che permettono connessioni e anastomosi tra i vasi sanguigni e non sono circondati, come quelli di Havers, da lamelle.

L’osso, nonostante la sua rigidità, ha una grande capacità di adattamento alle modificazioni ambientali, la dimostrazione di ciò è la capacità di riparare fratture. Lo scheletro ha anche una funzione di deposito di calcio, elemento fondamentale per la vita e che gioca un ruolo chiave nei processi di erosione e ricostruzione delle ossa.

Capitolo 1.7: Periostio

Il periostio è una membrana di tessuto connettivo che ricopre tutto l’osso, eccetto le superfici articolari. Si divide in strato esterno (costituito da fibre collagene, da origine alle fibre perforanti di Sharpey), e in strato interno. Il periostio funge inoltre da punto di attacco per i tendini e i legamenti, e partecipa ai processi di rigenerazione/riparazione delle ossa.

Capitolo 2: Osteoartromiologia

Posizione anatomica: posizione eretta con i palmi delle mani volti in avanti, piedi paralleli e orientati in avanti.

Piano sagittale: si divide in tre piani che si intersecano ad angolo retto.

Piano sagittale mediano: è un piano verticale che divide il corpo in una metà a destra e in una a sinistra (in pratica divide il corpo in due metà in senso verticale). A questo piano si riferiscono i termini mediale (struttura più vicina a questo piano) e laterale (struttura più lontana da questo piano).

Piano frontale o coronale: piano che divide il corpo in una metà anteriore e in una posteriore (in pratica divide il corpo in parte frontale e schiena, il piano infatti taglia lateralmente).

Piano trasversale o orizzontale: piano parallelo alla superficie piana dell’appoggio, divide il corpo in parte superiore (craniale) e parte inferiore (caudale) (in pratica divide il corpo in parte alta con testa e parte del busto, e parte inferiore con bacino e gambe).

Le parti del corpo possono anche essere identificate con i termini prossimale e distale (più vicino o più lontano dal centro del corpo dettato dal piano trasversale).

Molte attività funzionali si realizzano sui piani diagonali.

Flessione ed estensione: movimenti che avvengono nel piano sagittale, la flessione allontana i segmenti corporei (cioè le singole parti del corpo) dalla posizione anatomica, l’estensione è il movimento opposto che fa ritornare nella posizione anatomica (in breve i movimenti di flessione raggomitolano il corpo, quelli di estensione lo allungano).

Abduzione ed adduzione: movimenti che avvengono nel piano frontale, l’abduzione allontana una parte del corpo dalla linea mediana, l’adduzione è il movimento in direzione opposta.

Rotazione: movimento nel piano orizzontale attorno a un asse verticale, il segmento corporeo ruota.

Circumduzione: termine usato per descrivere una sequenza di movimenti di flessione, estensione, adduzione e abduzione; il segmento corporeo che si muove forma un cono di movimento, il cui apice si trova in corrispondenza dell’articolazione interessata.