L'architettura del corpo umano

Didascalia alternativa:

specializzati in modi specifici. Stomaco pew) met gew હું તને મા ક Un organo è composto da tessuti. in wy dypl da t a) Tessuto epiteliale Rivestimento, trasporto, secrezione e assorbimento Tessuto connettivo Sostegno rinforzo ed elasticità Tessuto muscolare Movimento Tessuto nervoso Gestione delle informazioni, comunicazione e controllo 1 Tessuto epiteliale • Il tessuto epiteliale è formato da cellule contigue, unite strettamente da giunzioni cellulari e pochissima sostanza extracellulare. Generalmente sono in contatto con un tessuto connettivo sottostante mediante una membrana basale (struttura proteica e polisaccaridica), che permette gli scambi con altri tessuti. • Le cellule che poggiano sulla membrana basale conservano per tutta la vita la capacità di replicarsi, infatti gli epiteli si rinnovano una volta usurati. • Non contengono vasi sanguigni ma sono nutriti per diffusione dai tessuti sottostanti. I tessuti epiteliali possono essere: • semplici, cioè costituiti da un solo strato di cellule (esempi: alveoli polmonari, endotelio vasi sanguigni) • pluristratificati, cioè costituiti da più strati cellulari (esempi: cute, mucose della bocca e della faringe) • pseudostratificati, cioè costituiti da un unico strato di cellule di altezza diversa (esempi: vie aeree di trachea e bronchi) Le cellule possono essere cubiche, cilindriche o pavimentose, ovvero quasi completamente appiattite; esse presentano la caratteristica di essere polarizzate, cioè suddivise in due porzioni diverse: la superficie apicale e la superficie basale. In base alla loro funzione si distinguono: 1. Epiteli di rivestimento → Ricoprono e proteggono la superficie esterna e le cavità interne, delimitando i vasi sanguigni e definendo i confini fra i compartimenti del corpo. Mucose Epiteli che rivestono le cavità interne, in comunicazione con l'esterno. Sierose Rivestono le cavità non comunicanti con l'esterno. Epidermide o cute → Epitelio pluristratificato che costituisce il rivestimento esterno del corpo: la pelle. 2. Epiteli ghiandolari → Sono costituiti da cellule che producono e secernono varie sostanze, dette secreti: basti pensare agli ormoni, al sudore e alla saliva. Nonostante alcuni epiteli di rivestimento contengono singole cellule secernenti, generalmente esse si raggruppano per formare una ghiandola. Le ghiandole possono essere di due tipi: Esocrine riversano la sostanza secreta in cavità comunicanti con l'esterno mediante un dotto o direttamente all'esterno (esempi: ghiandole sudoripare e salivari) Endocrine → riversano le sostanze prodotte nella circolazione sanguigna 3. Epiteli sensoriali Sono costituiti da cellule specializzate per recepire stimoli provenienti dall'ambiente esterno o interno, e trasmetterli al sistema nervoso (esempi: recettori dell'olfatto, del gusto...). Le cellule epiteliali sensoriali sono disperse negli epiteli di rivestimento e sono avvolte da fibre nervose che ricevono da esse le informazioni. ● ● Tessuto muscolare Il tessuto muscolare è costituito da cellule contrattili allungate, che possono generare forze e causare movimento (eccitabilità e contrattilità). La contrazione si verifica in risposta a uno stimolo proveniente dal sistema nervoso, consuma molta ATP ed è causato dallo scorrimento di miofilamenti costituiti da due proteine contrattili: l'actina e la miosina, di cui il citoplasma di queste cellule è pieno. Per sostenere l'elevato consumo di energia metabolica, le cellule muscolari sono ricche di mitocondri. Esistono tre tipi di tessuto muscolare: 1. Tessuto muscolare scheletrico striato Esso costituisce i muscoli scheletrici dell'apparato locomotore, che consentono il movimento dell'organismo, spostando le ossa a cui sono ancorati mediante i tendini; è responsabile dei movimenti volontari e involontari del corpo (i muscoli scheletrici sono controllati dal sistema nervoso centrale). È formato da cellule allungate e polinucleate (chiamate mioblasti), che si fondono per formare le fibre muscolari: sono proprio i fasci di queste ultime a conferire a questo tessuto un aspetto striato. 2. Tessuto muscolare liscio Riveste molti organi interni cavi (come l'intestino e i vasi sanguigni) ed è sotto il controllo del sistema nervoso autonomo, che è involontario: infatti questo tessuto risponde a stimoli nervosi e ormonali. Mentre L'Architettura del Corpo Umano 2 nel muscolo scheletrico striato i filamenti di actina e miosina sono organizzati in sarcomeri, qui sono raggruppati irregolarmente in guaine che avvolgono gli organi: questa disposizione gli conferisce un aspetto liscio. Le guaine sono collegate tra loro da giunzioni serrate che permettono una contrazione coordinata. Le cellule hanno un solo nucleo, perciò sono dette mononucleate, e sono fusiformi. 3. Tessuto muscolare cardiaco → Esso costituisce solo ed esclusivamente la muscolatura del cuore. Presenta proprietà intermedie tra quelle del muscolo striato e di quello liscio: • proprio come il muscolo scheletrico, ha un aspetto striato e i miofilamenti sono organizzati in sarcomeri • come nel muscolo liscio, la sua contrazione è involontaria e le cellule sono mononucleate. La contrazione è generata da alcune cellule specializzate, chiamate pacemaker, che generano e conducono impulsi elettrici; la trasmissione di questi ultimi avviene tramite delle giunzioni particolari, chiamate dischi intercalari. Tessuti connettivi I tessuti connettivi hanno il compito di proteggere, sostenere e connettere tra loro gli altri tessuti, riempiendo lo spazio vuoto tra un organo e l'altro. Essi sono costituiti da cellule di varia natura, disperse in una matrice extracellulare, formata da fibre proteiche immerse in una sostanza gelatinosa, chiamata sostanza fondamentale. Le fibre proteiche più abbondanti sono: • il collagene → produce delle fibre che vengono utilizzate come sostegno o connessione tra le ossa, nella pelle, tra le ossa e i muscoli. • l'elastina → presente nelle pareti dei polmoni e nelle grandi arterie Tessuti connettivi propriamente detti → Hanno la funzione di riempire, proteggere e circondare gli organi. Le loro cellule sono chiamate fibroblasti e la matrice è composta da acqua, sostanze organiche, sali, collagene ed elastina. Essi sono: 1. Tessuto connettivo denso → La matrice è molto addensata; il collagene si raggruppa in fibre abbondanti, organizzate in fasci: questa organizzazione garantisce una struttura compatta e resistente. Questo tipo di tessuto connettivo si trova nei tendini (che collegano i muscoli alle ossa) e nei legamenti (che collegano le ossa con altre ossa). 2. Tessuto connettivo lasso La matrice è meno addensata e le fibre, che possono essere di tutti i tipi, sono poco intrecciate. Riempie gli spazi fra organi e tessuti diversi, lasciandoli liberi nei movimenti, infatti è il tessuto connettivo più diffuso (esempio: si trova nella cute). 3. Tessuto connettivo adiposo → È un deposito di grassi, infatti funge da protezione e riserva energetica. La matrice è quasi assente ed è un tessuto formato da cellule chiamate adipociti, che contengono una goccia lipidica di grandi dimensioni oppure, in alternativa, molteplici gocce lipidiche più piccole. Tessuti connettivi specializzati: 1. Cartilagine → È un tessuto connettivo consistente e flessibile, formato da una matrice contenente cellule chiamate condrociti, fibre di collagene, polisaccaridi e proteine. È priva di nervi e vasi sanguigni, infatti i condrociti ricevono il nutrimento e l'ossigeno per diffusione dai tessuti circostanti: per questo motivo spesso il processo di rigenerazione è molto lungo e incompleto. Si trova in varie parti del corpo: articolazioni, naso, laringe, dischi intervertebrali, padiglioni auricolari e lo scheletro embrionale (che viene poi sostituito dal tessuto osseo). 2. Tessuto Osseo → È un tessuto mineralizzato che sostiene i muscoli e il corpo. Esso è formato da fibre di collagene ma deve la propria durezza ad una matrice ricca di cristalli di carbonato e fosfato di calcio, ma anche magnesio e citrati di sodio, manganese e potassio. È prodotto da cellule chiamate osteoblasti (che producono una nuova matrice); successivamente gli osteoblasti maturano in osteociti, che vengono interamente circondati dalla nuova matrice prodotta. Le ossa vengono continuamente rimodellate dagli osteoclasti, i responsabili del riassorbimento e della distruzione dell'osso. 3. Sangue → È l'unico tessuto connettivo fluido, formato da cellule (globuli rossi + globuli bianchi + piastrine) disperse in una matrice chiamata plasma. L'Architettura del Corpo Umano 3 Tessuto nervoso Il tessuto nervoso svolge il compito di trasmettere informazioni agli altri tessuti. Esso è formato da due tipi di cellule: i neuroni e le cellule gliali. Mentre i primi sono le unità di base del tessuto nervoso, le seconde svolgono solo una funzione di supporto, sostegno e nutrimento. I neuroni hanno tre caratteristiche fondamentali. Essi sono: eccitabili sono in grado di ricevere stimoli e trasformarli in impulsi nervosi • conducibili sono capaci di trasportare gli impulsi e trasmetterli ad un'altra cellula • perenni → una volta differenziati perdono la capacità di riprodursi, perciò diminuiscono costantemente. Nella regione dell'ippocampo, però, studi più recenti hanno dimostrato che si generano nuovi neuroni. I neuroni sono costituiti da un corpo cellulare chiamato soma, che comprende il nucleo e altri organuli, da un assone e da uno o più dendriti. I dendriti sono estensioni citoplasmatiche corte e sottili che raccolgono i segnali provenienti dall'esterno e li trasmettono al corpo cellulare, il quale elabora la risposta e la trasmette all'assone, un prolungamento lungo e sottile, rivestito da una guaina mielinica, che la invia sotto forma di impulso elettrico alla cellula bersaglio con cui a contatto, attivando il rilascio di segnali chimici che si legano da appositi recettori sulla cellula (neurotrasmettitori). La sinapsi è la zona di contatto tra l'assone e la cellula bersaglio. Più assoni costituiscono i nervi, che collegano il sistema nervoso centrale a tutto il corpo. neuron microglial cells foot processes dendrite oligodendrocyte astrocyte • riproduttore myelin sheath Organi, sistemi e apparati axon L'Architettura del Corpo Umano Le cellule gliali più importanti sono: • astrociti sostengono e nutrono il neurone, collegandolo al vaso sanguigno • oligodendrociti ricoprono i prolungamenti dei neuroni, ossia gli assoni, per non sprecare energia Un organo è un insieme di più tessuti che cooperano per svolgere un'attività. microglia possono essere considerati il "sistema immunitario" del cervello, in quanto ripuliscono tutto ciò che c'è nel sistema nervoso Gli organi sono raggruppati in: Apparati organi con diversa origine embrionale (gli organi possono anche non essere in continuità fisica) tegumentario • cardiovascolare • digerente • respiratorio urinario Sistemi organi con la stessa origine embrionale • nervoso • linfatico + immunitario endocrino scheletrico • muscolare 4 Sistemi e apparati cooperano tra loro e sono al servizio dell'intero organismo. Il sistema nervoso e quello endocrino, in particolare, sono importantissimi perché controllano tutti gli altri apparati e sistemi. Tutti gli apparati sono sostenuti dallo scheletro e dai muscoli e protetti dall'apparato tegumentario, che insieme delimitano due cavità in cui alloggiano i diversi organi: 1. cavità dorsale = cranio + canale vertebrale 2. cavità ventrale = cavità toracica + cavità addomino-pelvica Gli organi sono rivestiti da due membrane epiteliali: 1. membrane mucose rivestono le cavità comunicanti con l'esterno (esempi: bocca, interno dello stomaco) 2. membrane sierose → rivestono le cavità non comunicanti con l'esterno e i loro organi (esempi: pleure dei polmoni, pericardio del cuore) L'Apparato tegumentario La superficie esterna del corpo è rivestita dalla cute (pelle), un involucro resistente ed elastico che protegge dall'ingresso di sostanze dannose, è provvisto di recettori sensoriali ed è coinvolto nella termoregolazione. La cute è formata da: 1. epidermide → epitelio pavimentoso pluristratificato, privo di vasi sanguigni, il cui strato più profondo è detto strato basale o germinativo. Esso produce costantemente nuove cellule, ossia: cheratinociti producono la cheratina (una proteina fibrosa) • melanociti producono la melanina (proteina che protegge la pelle dai danni delle radiazioni solari) Hair shaft Epidermis Papillary layer Dermis Reticular layer L'Architettura del Corpo Umano Hypodermis (subcutaneous tissue; not part of skin) Nervous structures • Sensory nerve fiber- with free nerve endings • Lamellar corpuscle Hair follicle receptor- (root hair plexus) -Dermal papillae -Subpapillary plexus -Sweat pore Appendages of skin -Eccrine sweat gland. Arrector pili muscle Sebaceous (oil) gland Hair follicle -Hair root Cutaneous plexus Adipose tissue A mano a mano che vengono prodotte nuove cellule, quelle vecchie risalgono, invecchiano e si arricchiscono di cheratina: in un mese e mezzo tutte le cellule morte dell'epidermide vengono sostituite con cellule nuove. Lo strato più esterno della pelle si chiama strato corneo. 2. derma → tessuto connettivo ricco di collagene e vasi sanguigni. Contribuisce alla termoregolazione, grazie alla vasodilatazione e alla vasocostrizione, e contiene i recettori tattili e gli annessi cutanei: . i follicoli piliferi da cui spuntano i peli • le ghiandole sudoripare che producono il sudore • le ghiandole sebacee che producono il sebo • le ghiandole mammarie (solo nella donna!)→ ghiandole simili a quelle sudoripare che producono il latte durante la gravidanza. Ogni mammella presenta un capezzolo dove sboccano i dotti galattofori. Internamente ogni mammella è formata da lobi separati da tessuto adiposo e connettivo: i lobi sono suddivisi in lobuli (alveoli) che secernono il latte. 3. La cute poggia sull'ipoderma → sottocute, uno strato di tessuto connettivo lasso molto adiposo (infatti contiene adipociti) che funge da riserva energetica e la connette ai tessuti più profondi. 5 I fattori che danneggiano la nostra cute La pelle è il tessuto più esteso del nostro corpo; ci mette in contatto con il mondo e tutti i giorni viene messa duramente alla prova dai fattori ambientali: basti pensare al fumo delle sigarette, lo smog, l'inquinamento e le radiazioni ultraviolette del sole, che hanno effetti devastanti sulle cellule epiteliali, accelerando l'invecchiamento cutaneo e minando l'integrità del tessuto, talvolta anche portando a sviluppare tumori della pelle. • Sebbene la luce solare sia necessaria per garantire all'organismo un adeguato assorbimento della vitamina D, occorre rispettare alcuni accorgimenti: innanzitutto non bisogna esporsi nelle ore più calde della giornata, cioè quando l'intensità dei raggi UVB e massima, e soprattutto è necessario indossare sempre la protezione solare, riapplicandola più volte durante l'esposizione al sole. L'eccessiva esposizione ai raggi UV può causare lo sviluppo dei tumori della pelle, come i carcinomi e il melanoma. Il melanoma è la forma più pericolosa dei tumori cutanei, perché rispetto ad altri tumori cutanei, dà luogo con maggiore frequenza a metastasi, cioè si diffonde molto velocemente alle altre parti del corpo, danneggiando il DNA. • Gli inquinanti atmosferici hanno effetti deleteri sulla cute, accelerando l'invecchiamento cellulare, la disidratazione e l'insorgenza di macchie e rughe sulla pelle, che con il tempo risulta sempre più fragile, infiammata e irritata. L'omeostasi: la regolazione dell'ambiente interno L'omeostasi è la capacità dell'organismo di mantenere il proprio equilibrio fisico-chimico interno, che viene costantemente minacciato. Il sistema di controllo dell'omeostasi è formato da tre parti: 1. recettore → riceve l'informazione e invia un segnale al centro di regolazione 2. centro di regolazione → analizza l'informazione e, si riscontra un alterazione, manda un comando al effettore 3. effettore agisce modificando l'ambiente interno, inviando un segnale di ritorno al centro di regolazione. Questo processo è chiamato retroazione o feedback; il feedback, dunque, può essere: positivo amplifica la risposta • negativo riduce o inibisce la risposta ● La termoregolazione Tra i meccanismi di regolazione biologici quello più frequente è quello di termoregolazione, che serve a mantenere "costante" la temperatura corporea (che oscilla dai 35,5 ai 37,5 gradi centigradi) → siccome gli esseri umani sono capaci di regolare la propria temperatura corporea, essi sono detti endotermi. Il nostro corpo deve continuamente adattarsi a ciò che accade all'esterno, evitando di disperdere calore quando fa freddo o di surriscaldarsi troppo quando fa caldo. Lo scambio di calore tra corpo e ambiente può avvenire per: 1. irraggiamento = scambio di radiazione infrarossa 2. conduzione = mettere à contatto due oggetti a temperature diverse 3. convezione = spostamenti di particelle (esempi: correnti d'acqua/aria) 4. evaporazione = l'acqua evapora da una superficie (esempio: sudore) • Quando la temperatura interna si abbassa la produzione di calore cresce, aumentando la velocità del metabolismo cellulare e l'attività muscolare è proprio questo processo che causa i brividi, contrazioni dei muscoli che usano l'energia contenuta nell'ATP per produrre calore rapidamente. L'Architettura del Corpo Umano 6 • Quando la temperatura interna sale, il corpo disperde calore tramite la sudorazione. I meccanismi di termoregolazione funzionano grazie a un sistema termoregolatore: nei vertebrati l'organo che svolge la funzione di termostato è l'ipotalamo. La febbre è un aumento della temperatura corporea che il nostro corpo genera in risposta ai pirogeni (virus o batteri esogeni/endogeni) → la febbre accelera le reazioni di risposta all'infezione, e perciò aumenta la temperatura. La rigenerazione tissutale e le cellule staminali Non tutti i tessuti hanno una buona capacità rigenerativa: • la cute e il sangue si rigenerano continuamente • il fegato si rigenera lentamente (più velocemente solo quando viene usurato) il tessu hervoso e cardiaco non hanno quasi alcuna pacità di rigenerarsi La capacità rigenerativa di un tessuto dipende da due fattori: 1. la presenza di segnali che stimolano o bloccano la divisione per mitosi e il differenziamento cellulare 2. la presenza di cellule staminali Le cellule staminali sono cellule che: • sono indifferenziate → non svolgono un'attività specifica ma fungono da "cellule di ricambio" • possono riprodursi molte volte, dando origine a cellule identiche a se stesse • se sottoposte a determinati stimoli, possono trasformarsi in cellule con funzioni specifiche Esse intervengono in due occasioni: 1. durante lo sviluppo e l'accrescimento 2. quando le cellule dei tessuti vengono danneggiate o consumate Ne esistono di 4 tipi: 1. unipotenti = originano un solo tipo di cellula 2. multipotenti danno origine ad alcuni tipi di cellule 3. pluripotenti = originano molti tipi di cellule (esempio: embrionali) 4. totipotenti danno origine a tutti i tipi di cellule dell'organismo (esempio: placenta) = Le staminali adulte si dividono, producendo altre cellule che si differenziano per sostituire le cellule morte e mantenere l'integrità dei tessuti. La proliferazione e il differenziamento delle cellule staminali unipotenti e multipotenti avviene grazie ai fattori di crescita (molecole segnale impiegate nella comunicazione cellulare) e agli ormoni. Le ricerche sull'invecchiamento e la rigenerazione cellulare si basano proprio sul individuare quali sono i meccanismi che inducono una cellula staminale a riprodursi. L'Architettura del Corpo Umano 7