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Il nuovo Invito alla biologia.blu 13/11/11 H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Il nuovo Invito alla biologia.blu 2 2 2

Lo scheletro, i muscoli e la pelle 13/11/11 Capitolo C2 Lo scheletro, i muscoli e la pelle 3 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 3 3

Il sistema scheletrico 13/11/11 Lezione 1 Il sistema scheletrico 4 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 4 4

13/11/11 Lo scheletro Lo scheletro umano è un endoscheletro composto da 206 ossa legate tra loro da articolazioni. Permette il movimento, mantiene nella giusta posizione gli organi, sostiene il corpo. 5 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 5 5

Lo scheletro assile e appendicolare 13/11/11 Lo scheletro assile e appendicolare Scheletro assile: cranio, colonna vertebrale, gabbia toracica. Protegge il tessuto nervoso del cervello e del midollo spinale, il cuore e i polmoni. Scheletro appendicolare: arti, scapole, clavicole, bacino. 6 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 6 6

Le ossa In base alla forma, le ossa si classificano come: 13/11/11 Le ossa In base alla forma, le ossa si classificano come: ossa piatte (cranio, bacino, coste); ossa lunghe (omero, femore); ossa brevi (polso, caviglia); ossa irregolari (vertebre). 7 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 7 7

Il tessuto osseo Il tessuto osseo si distingue in: 13/11/11 Il tessuto osseo Il tessuto osseo si distingue in: tessuto osseo spugnoso (meno denso, ricco di aree lacunose); tessuto osseo compatto (matrice extracellulare più densa). La matrice ossea è composta da fibre di collagene, acqua e sali minerali cristallizzati. Le cellule sono gli osteoblasti (producono la matrice), gli osteociti (regolano il calcio) e gli osteoclasti (distruggono la matrice). 8 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 8 8

Le ossa lunghe Le ossa lunghe sono formate da: 13/11/11 Le ossa lunghe Le ossa lunghe sono formate da: epifisi, all’estremità dell’osso, formate da tessuto spugnoso, contengono midollo osseo rosso; diafisi, parte centrale, cilindro cavo formato da osso compatto, cavità midollare con midollo rosso nel bambino, giallo nell’adulto; metafisi, porzione intermedia, dove avviene la crescita dell’osso. 9 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 9 9

Gli osteoni Gli osteoni sono le unità funzionali dell’osso compatto. 13/11/11 Gli osteoni Gli osteoni sono le unità funzionali dell’osso compatto. Sono formati da lamelle concentriche di matrice extracellulare; nelle lacune centrali si trovano gli osteociti. 10 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 10 10

13/11/11 La crescita delle ossa Durante la crescita, alcune porzioni cartilaginee delle ossa diventano ossificate. Nelle ossa lunghe si trova il disco epifisario, che permette la crescita dell’osso fino al termine della pubertà. 11 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 11 11

Le ossa del viso e del cranio /1 13/11/11 Le ossa del viso e del cranio /1 Ci sono 22 ossa della testa: ossa craniche (proteggono l’encefalo, sono piatte, tondeggianti, unite da articolazioni fisse o suture); ossa facciali (sostengono i muscoli del viso e i denti). Possiedono alcune cavità (seni) che alleggeriscono il peso del cranio, umidificano e riscaldano l’aria in entrata e sono cassa di risonanza per la fonazione. 12 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 12 12

Le ossa del viso e del cranio /2 13/11/11 Le ossa del viso e del cranio /2 13 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 13 13

Le ossa del viso e del cranio /3 13/11/11 Le ossa del viso e del cranio /3 14 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 14 14

Il rimodellamento osseo 13/11/11 Il rimodellamento osseo Circa il 10% di tutto il nostro tessuto osseo viene rinnovato ogni anno con il fenomeno del rimodellamento osseo. L’intensità del processo è legata soprattutto ai livelli di calcio nel sangue. 15 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 15 15

13/11/11 Le articolazioni Le articolazioni sono il punto di incontro di due o più ossa. Permettono al corpo di compiere movimenti e di mantenere una determinata postura. Sono classificate in tre gruppi: fibrose (articolazioni tra le ossa del cranio); cartilaginee (sinfisi pubica e articolazioni intervertebrali); sinoviali (articolazioni della spalla e del ginocchio, permettono una buona mobilità). 16 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 16 16

Il sistema muscolare Lezione 2 17 13/11/11 17 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 17 17

13/11/11 I muscoli Il sistema muscolare è l’insieme dei muscoli, formati da cellule allungate e contrattili. Esistono tre tipi di muscolo: scheletrico (striato e volontario); cardiaco (striato e involontario); liscio (involontario). 18 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 18 18

I muscoli scheletrici /1 13/11/11 I muscoli scheletrici /1 I muscoli scheletrici sono collegati alle ossa mediante i tendini, formati da tessuto connettivo. La maggior parte dei muscoli scheletrici lavora in coppie antagoniste. L’azione di bicipite e tricipite 19 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 19 19

I muscoli scheletrici /2 13/11/11 I muscoli scheletrici /2 20 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 20 20

13/11/11 Le fibre muscolari Un muscolo scheletrico è formato da fibre muscolari, a loro volta formate da miofibrille. 21 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 21 21

I sarcomeri Le miofibrille sono composte da unità chiamate sarcomeri. 13/11/11 I sarcomeri Le miofibrille sono composte da unità chiamate sarcomeri. Ciascun sarcomero è costituito da due filamenti proteici formati da miosina (filamenti spessi) e actina (filamenti sottili). 22 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 22 22

La contrazione muscolare /1 13/11/11 La contrazione muscolare /1 La contrazione muscolare dipende dall’interazione tra actina e miosina. Quando il muscolo è stimolato, i filamenti di miosina si attaccano a quelli di actina e li tirano verso il centro del sarcomero. Il sarcomero si accorcia e la miofibrilla si contrae. 23 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 23 23

La contrazione muscolare /2 13/11/11 La contrazione muscolare /2 Si formano ponti trasversali tra le teste delle molecole di miosina e i filamenti di actina. La rapida sequenza «aggancio-sgancio-riaggancio» fa muovere i due filamenti uno sull’altro. L’enzima ATPasi idrolizza ATP e libera energia, necessaria per lo scorrimento dei filamenti e per il rilascio dei legami. 24 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 24 24

La giunzione neuromuscolare 13/11/11 La giunzione neuromuscolare Un neurone motorio è un neurone che collega il sistema nervoso centrale ai muscoli e ne controlla il movimento. Nel punto di contatto con una fibra muscolare forma una giunzione neuromuscolare. Unità motoria: insieme dell’assone di un singolo neurone motorio e di tutte le fibre muscolari innervate. 25 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 25 25

La contrazione muscolare e l’ATP 13/11/11 La contrazione muscolare e l’ATP La contrazione muscolare ha bisogno di ATP, ma il muscolo può accumulare ATP solo per i primi 5 secondi di contrazione. Il muscolo può procurarsi ATP in tre modi: con la scissione di creatinfosfato e ADP in creatina e ATP (utile per 15 secondi di contrazione); con la respirazione aerobia a livello dei mitocondri (processo lento, richiede molto ossigeno); con la glicolisi anaerobia (rapida, in assenza di sufficiente quantità di ossigeno e glucosio). 26 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 26 26

Le stimolazioni muscolari 13/11/11 Le stimolazioni muscolari Ogni fibra muscolare può essere contratta o rilassata, ma non può esserlo solo parzialmente. La forza di contrazione dei muscoli dipende dalla frequenza di contrazione delle singole unità motorie e dal numero di fibre coinvolte. Si possono distinguere quattro tipi di stimolazioni muscolari: 27 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 27 27

13/11/11 Il muscolo cardiaco Le fibre del muscolo cardiaco contengono miofibrille di actina e miosina. Il muscolo cardiaco è striato. Le cellule cardiache hanno un unico nucleo e sono interconnesse tra di loro a livello dei dischi intercalari. Sono autocontrattili. 28 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 28 28

13/11/11 Il muscolo liscio Nel muscolo liscio non sono presenti sarcomeri o altre unità funzionali. Le fibre dei muscoli lisci hanno dimensioni minori e contengono un solo nucleo centrale. Le molecole di actina e miosina non sono disposte in modo ordinato. La contrazione è più lenta e più lunga rispetto al muscolo striato. Il movimento tipico della muscolatura liscia è la peristalsi, con cui l’intestino fa avanzare il cibo. 29 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 29 29

L’apparato tegumentario 13/11/11 Lezione 3 L’apparato tegumentario 30 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 30 30

13/11/11 La cute /1 La cute, o pelle, ha la funzione di rivestire e proteggere il corpo e i suoi organi. È formata da tre strati sovrapposti: l’epidermide è una barriera meccanica che impedisce l’ingresso di patogeni, acqua e polvere, evita la disidratazione e la perdita di sali; il derma ha funzione di sostegno, resistenza e nutrizione, presenta numerosi vasi sanguigni e recettori; l’ipoderma è un tessuto connettivo ricco di adipociti (riserva energetica, isolante termico, protezione meccanica). 31 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 31 31

13/11/11 La cute /2 32 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 32 32

13/11/11 Gli annessi cutanei Gli annessi cutanei comprendono peli, capelli, unghie e ghiandole. Peli: filamenti di cellule cheratinizzate, hanno origine in un follicolo pilifero nel derma. Unghie: formate da cellule morte ricche di cheratina, hanno funzione protettiva. Ghiandole: sebacee, sudoripare, ceruminose. Un follicolo pilifero 33 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 33 33