Anatomia umana funzionale

Anatomia umana

Nozioni di istologia

La cellula è l'unità che costituisce gli esseri viventi: il suo involucro è costituito dalla membrana plasmatica. Il nucleo è protetto a sua volta dal citoplasma.

Il tessuto è l'insieme di cellule caratterizzate da analoga struttura e fisiologia, tipico degli organismi eucarioti pluricellulari, in pratica è un insieme di cellule che si mettono l'una vicina all'altra per svolgere compiti simili. I tessuti fondamentali sono 4:

• Tessuto epiteliale
• Tessuto connettivo
• Tessuto nervoso
• Tessuto muscolare

Tessuto epiteliale

Caratteristiche

Cellule molto vicine tra loro: molto importante perché svolgono una funzione di rivestimento e non devono far entrare agenti esterni nell'epitelio. Esistono delle strutture che tengono legate le membrane plasmatiche di una cellula a quelle che gli sono vicine nell'epitelio. Un esempio di epitelio di rivestimento è l'epidermide, l'epitelio più esterno della cute. Molti epiteli di rivestimento non rivestono la superficie esterna ma quella interna di una cavità, come la cavità orale. Gli epiteli che rivestono le cavità si chiamano mucose. Una conseguenza di questo attaccamento è che tra una cellula e l'altra c'è pochissimo spazio o niente.

Liquido cellulare scarso: quello all'interno della cellula è lo spazio intra-cellulare mentre quello esterno extra-cellulare (liquido extra o inter-cellulare). Questo liquido è molto scarso negli epiteli proprio perché c'è poco spazio.

Mancano i vasi sanguigni: non avendo vasi, l'epitelio deve sempre trovarsi in vicinanza di un tessuto ricco di vasi sanguigni (vascolarizzato). Questo tessuto è il tessuto connettivo.

Polarità: le facce della cellula non sono uguali tra loro, come un dado da gioco. Immaginando la cellula sia un dado, la faccia inferiore si chiamerà polo basale (o base) che deve avere delle specializzazioni per poter poggiare sulla membrana basale, una struttura che fa da appoggio tra la base ed il tessuto connettivo. Le 4 facce laterali, invece, dovranno essere specializzate nell'aderire con le altre cellule. L'ultima faccia, quella esterna, si chiama polo apicale ed è il più importante. Si differenzia molto da un epitelio all'altro in base all'organo, cavità o qualsiasi altra cosa rivesta.

Classificazione

Epiteli di rivestimento: quelli di cui abbiamo parlato sopra.

Epiteli ghiandolari: le ghiandole si dividono in ghiandole esocrine ed endocrine. Le prime sono quelle che riversano il prodotto della propria secrezione all'esterno (come le ghiandole sudoripare) o all'interno di una cavità, come nel pancreas che produce il succo pancreatico e lo riversa nell'intestino. Tutte le ghiandole esocrine devono avere un tubicino, detto condotto escretore, che conduce queste secrezioni a destinazione. Questo condotto nelle ghiandole endocrine non esiste, essendo circondate dal tessuto connettivo pieno di capillari, riversano la loro secrezione nel sangue; questo prodotto si chiama ormone.

Epiteli sensoriali: formati da cellule altamente specializzate che, intercalate nei tessuti di rivestimento, funzionano da recettori sensoriali.

Possono essere classificate anche in base alla forma:

• Cubica: l'altezza delle cellule è simile alla loro estensione laterale.
• Cilindrica: l'altezza delle cellule è nettamente superiore alla loro estensione laterale.
• Squamosa: l'altezza delle cellule è molto ridotta rispetto alla loro estensione laterale.

Ultima classificazione in base alla composizione per strati:

• Semplice: esiste un solo strato di cellule e tutte poggiano con il loro polo basale sulla membrana basale.
• Stratificato: sono presenti più strati di cellule sovrapposte, solo lo strato più basso poggia sulla membrana basale.

Tessuto connettivo

Il tessuto connettivo è un particolare tessuto presente in tutti gli organi, che supporta e fa da “connettore” tra i vari tessuti.

Caratteristiche

Le cellule sono in minor numero e lontane tra loro; molto sostanza intercellulare; questo tessuto è riccamente vascolarizzato tranne qualche eccezione, come la cartilagine; ci sono molti nervi. Le cellule del connettivo non hanno una chiara polarità.

Esistono due tipi di tessuto connettivo: compatto (o denso), e lasso. Il tessuto adiposo, ad esempio, è lasso mentre i tendini sono compatti. I fibroblasti sono le cellule più importanti del connettivo, fabbricano le fibre del tessuto connettivo e sono il maggior componente della sostanza inter-cellulare del connettivo. Le fibre sono il maggior costituente della sostanza inter-cellulare. Possono essere di 3 tipi: fibre collagene, reticolari ed elastiche. Le prime due sono costituite dalla proteina “collagene” mentre quelle elastiche sono costituite dalla proteina “elastina”. In alcuni nostri organi è presente un connettivo con molte fibre elastiche come i polmoni che devono continuamente espandersi per l'ossigeno.

Altre cellule sono presenti nel connettivo:

• Fisse: come gli adipociti, le cellule del tessuto adiposo.
• Migranti: provengono dal sangue e quando hanno finito il loro lavoro ritornano nel sangue.

Nella sostanza inter-cellulare oltre alle fibre è presente una sostanza gelatinosa, chiamata sostanza fondamentale, fatta da polisaccaridi complessi (come l'acido ialuronico) e glicoproteine. Quando diminuiscono questi componenti, il tessuto connettivo non svolge più il proprio mestiere. Ad esempio come succede con le rughe ed i segni dell'invecchiamento.

Il tessuto muscolare

Il tessuto muscolare è formato da cellule contrattili, ovvero capaci di accorciarsi in seguito ad uno stimolo. È responsabile dei movimenti volontari ed involontari del nostro corpo. Le cellule muscolari possono essere striate o lisce a seconda della presenza o assenza, rispettivamente, di miofilamenti nel loro citoplasma disposti in maniera ordinata e ripetuta a formare una struttura denominata sarcomero. Quest'ultimo è formato da filamenti sottili di actina ai lati, mentre al centro ci sono filamenti più spessi formati da miosina.

Le principali differenze tra il muscolo liscio e striato sono:

Striato

I filamenti di actina e miosina sono disposti in maniera ordinata e scorrono gli uni con gli altri; grazie alla geometria specifica la contrazione è veloce.

Liscio

I filamenti di actina e miosina esistono e scorrono gli uni con gli altri ma sono disposti in maniera disordinata, non hanno una geometria specifica come il muscolo striato. La contrazione sarà lenta proprio per questo, tuttavia le contrazioni devono essere lente perché se diventano più rapide sono dolorose, come le coliche.

Esistono 3 tipi di tessuto muscolare:

• Scheletrico → comprende la maggior parte della muscolatura volontaria, controllata cioè dal sistema nervoso centrale (SNC). Forma i muscoli inseriti sulle ossa.
• Cardiaco → costituisce la muscolatura del miocardio in grado di compiere movimenti involontari.
• Liscio → è responsabile di movimenti involontari, costituisce la parete dei vasi, dei visceri cavi ed è presente in forma di fibre isolate nel derma della pelle.

Elementi del tessuto muscolare

Il sacrolemma è la membrana plasmatica della fibrocellula muscolare scheletrica. I mitocondri sono le centrali di produzione d’energia nella cellula, come delle cisterne all’interno della cellula, circondati da membrana (quella plasmatica) e contenti il calcio; il calcio è essenziale per la contrazione muscolare quindi deve essere abbondante, tali cisterne prendono il nome di reticolo sacroplasmatico. Le triadi sono strutture appartenenti al reticolo sarcoplasmatico; sono gruppi di 3 tubi, quello che sta al centro si chiama tubolo T, questo è in comunicazione con la sostanza extracellulare. L’impulso nervoso muove la membrana che attraverso il tubulo T si collega alle triadi.

Muscolo scheletrico

È volontario e ci permette di muoverci grazie ad esso tutti i muscoli hanno la proprietà di contrarsi. Il muscolo striato scheletrico non si contrae spontaneamente ma si contrae sotto comando di un impulso nervoso. In un muscolo scheletrico si ha solo un tipo di cellula tutte identiche tra loro che sono chiamate fibre muscolari; esse sono plurinucleate (con molti nuclei). La striatura del muscolo dipende dalla disposizione delle miofibrille (con “mio” si fa riferimento al muscolo).

Ci sono 2 tipi di fibre che variano in base alla quantità di miosina prodotta:

• Fibre rosse → il colore è dato dell'elevato contenuto di mioglobina. Sono fibre a contrazione lenta, capaci di generare una tensione moderata ma prolungata. In pratica sono più resistenti ma meno scattanti (del fondista).
• Fibre bianche → il colore è dato dallo scarso contenuto di mioglobina. Sono fibre a contrazione veloce, capaci di generare una grande tensione ma per brevi periodi. In pratica sono più scattanti ma meno resistenti (del velocista).

Nell'adulto, in genere, il tipo di fibre rosse e bianche è uguale. Tuttavia durante lo sviluppo il corpo si adatta agli stimoli per cui c'è una grande variabilità di fibre in soggetti che praticano sport differenti.

Come avviene la contrazione muscolare?

Le miofibrille rappresentano l’unità contrattile del tessuto muscolare striato essendo formate dal succedersi ordinato dei sarcomeri. La contrazione muscolare prevede lo scorrimento reciproco dei filamenti di actina su quelli di miosina. In questo modo il sarcomero si accorcia.

In modo approfondito

Il segnale nervoso si propaga dal nervo al sarcolemma (punto di passaggio tra i due si chiama placca motrice), ai tuboli T fino alle cisterne del reticolo endoplasmatico e viene quindi liberato il calcio dalle cisterne e si propaga nelle miofibrille.

Muscolo cardiaco

La struttura del muscolo cardiaco è molto simile al muscolo scheletrico striato a differenza che fibrocellule (fibre muscolari) cardiache sono mononucleate e sono dunque molto più corte di quelle scheletriche. C’è differenza anche nelle triadi poiché il tubolo T esiste ma è un po’ più grande rispetto a quello del muscolo scheletrico e anche le cisterne sono diverse pure se hanno la stessa funzione; inoltre nel cuore la placca motrice non esiste. Il cuore è innervato? Sì, solo alcune fibrocellule ricevono l’impulso (anche senza nervi batte lo stesso) tuttavia il cuore non necessita di impulso nervoso per la contrazione.

Tessuto nervoso

Il sistema nervoso è responsabile della raccolta di segnali esterni ed interni all'organismo, alla loro elaborazione e del funzionamento del corpo in generale. Il neurone è la cellula principale del sistema nervoso. È una cellula altamente specializzata, in grado di ricevere, elaborare e trasmettere informazioni.

Un neurone è formato da:

• Corpo: detto anche “soma” (dal greco, soma=corpo) ha un diametro che varia dai 5 ai 15 micron, quindi non visibile ad occhio nudo ma necessita del microscopio ottico. Contiene gli elementi caratteristici delle cellule: il nucleo (che contiene il DNA), mitocondri, reticolo endoplasmatico (nel rugoso avviene la sintesi proteica) ecc.
• Dendriti: (dal greco dendros=albero) prolungamenti multipli e ramificati in vicinanza del corpo. Ricevono informazioni. Sono di tipo “biforcazione binaria”, raramente ci sono triforcazioni. Quando terminano le ramificazioni, la massima estensione che hanno è di qualche centinaio di micron.
• Assone: prolungamento più sottile dei dendriti, generalmente del diametro di 1 micron e di lunghezza variabile, può ramificarsi in biforcazioni collaterali. Trasmettono informazioni. I neuroni che interessano il movimento, l'assone può raggiungere una lunghezza di svariati centimetri. Quando questo termina vicino al corpo cellulare (circuito locale, inter-neuroni), sia lontano (neuroni di proiezione), termina sfioccandosi in piccole strutture dette terminali assonali.

Ciascun neurone sui suoi dendriti può ricevere informazioni da più di un neurone. Le informazioni vengono ricevute dai dendriti e trasferite dall'assone. Il fenomeno per cui più neuroni trasmettono informazioni ad un neurone si chiama convergenza; il fenomeno reciproco si chiama divergenza. I segnali elettrici nei neuroni si misurano con il Volt (differenza di energia potenziale). I segnali elettrici dai dendriti vengono trasportati dalla parte più lontana fino al corpo cellulare. Da qui il segnale elettrico viaggia attraverso l'assone fino alla destinazione. Questo segnale prende il nome di potenziale d'azione, dell'altezza di centinaia di millivolt e rappresentano il segnale principale che definisce l'attività di un neurone che si misura con la frequenza di questi segnali che viaggiano lungo l'assone.

Le sinapsi

I punti in cui l'informazione viene trasmessa dal terminale assonale di un neurone al dendrite di un altro sono dette sinapsi. Queste sono strutture di comunicazione tra un neurone ed un altro. Il segnale che arriva sul terminale assonale è un potenziale d'azione quindi elettrico, il segnale che arriva sul dendrite è sempre elettrico, ma nel passaggio nelle sinapsi è un segnale chimico. Nella fessura sinaptica, quando arriva il segnale elettrico, viene liberato una molecola chimica chiamata neurotrasmettitore, che va ad attaccarsi al dendrite del neurone che riceve, ed il segnale ritorna un segnale elettrico, diverso dal potenziale d'azione e più piccolo, ma elettrico.

Le sinapsi sono di due tipi, in base al neurotrasmettitore liberato, sono:

• Eccitatorie: la maggior parte lavora con un trasmettitore amminoacido “glutammato”, per questo sono dette anche sinapsi glutamatergiche. Quando la sinapsi eccitatoria è attiva aumenta la probabilità che il neurone ricevente si metta anche lui in attività, ovvero che generi potenziali d'azione frequentemente.
• Inibitorie: la maggior parte lavora con un trasmettitore amminoacido “acido gamma-amminobutirrico”, detto anche “G.A.B.A” derivante dal glutammato. Per questo vengono detto sinapsi gabatergiche. Questa sinapsi tende ad inibire il neurone che la riceve, ovvero diminuire l'attività di quest'ultimo e diminuire la frequenza dei potenziali d'azione.

Esiste una sinapsi particolare, eccitatoria, che si istituisce tra il terminale assonale ed il muscolo striato scheletrico, chiamata placca motrice, una sorta di giunzione muscolare. Utilizza come neurotrasmettitore una molecola detta “acetilcolina”.

L'assone è rivestito da una guaina, la mielina; le cellule di Schwann sono quelle che formano la mielina. Questi assoni sono definiti assoni mielinizzati. Conducono il segnale elettrico ad una velocità maggiore di quelli non rivestiti. Nel SNC la guaina viene costruita da alcune cellule della Glia. Le principali delle malattie de-mielinizzanti sono ad esempio la sclerosi multipla, dove non si produce più questa guaina portando ad una serie di gravi problemi. Un insieme di assoni mielinizzati assume un colorito bianco brillante. Quando si verifica un'interruzione dell'assone, se succede nel SNP l'assone si può rigenerare. Ad esempio se recido un nervo e il chirurgo me lo “ricollega”, col tempo si riformerà la mielina. Nel SNC, invece, non è possibile, ad esempio se si lede il midollo spinale.

Sistema nervoso centrale (SNC)

Il sistema nervoso centrale (SNC) è composto da:

• Encefalo: ovvero la parte di SNC contenuto nella scatola cranica.
• Midollo spinale: l'interno del canale vertebrale.

Dall'encefalo e dal midollo si costituiscono i nervi, costituiti da assoni (in genere mielinizzati).

• Dall'encefalo nascono 12 paia di nervi, detti encefalici (o cranici), che usciranno dal cranio per innervare la testa e alcune strutture del collo e altre zone periferiche.
• Dal midollo spinale nascono 31 paia di nervi, detti spinali, che escono dal midollo attraverso i forami inter-vertebrali per innervare la maggior parte del corpo, del tronco e degli arti.

I gruppi di assoni nei nervi dell'SNC prendono il nome di fasci mentre nel SNP l'insieme di assoni prende il nome di nervo. Il grande forame occipitale è un foro nell'osso occipitale (posteriore), questo delimita il midollo spinale dall'encefalo.

Encefalo

L'encefalo è costituito dal tronco encefalico, che si continua con il diencefalo, avvolto dal telencefalo. Nella parte posteriore si unisce poi il cervelletto.

• Telencefalo → l'encefalo è distinto in due emisferi celebrali: il destro ed il sinistro. Questi emisferi costituiscono il telencefalo costituito dalla corteccia celebrale e dai gangli della base. Parte della corteccia celebrale è dedicata all'organizzazione del movimento, mentre i gangli della base sono responsabili del controllo del movimento.
• Diencefalo → nella parte centrale dell'encefalo sono presenti due strutture: il talamo e l'ipotalamo, che costituiscono il diencefalo. La funzione dei due elementi sono profondamente diverse.
• Tronco dell'encefalo → al di sotto del talamo e l'ipotalamo è presente il tronco dell'encefalo, costituito da tre porzioni: partendo dall'alto troviamo il mesencefalo, il ponte, ed il midollo allungato.
• Cervelletto → struttura fondamentale per il controllo del movimento. È collegato alle strutture del tronco dell'encefalo da assoni che portano informazioni da/