apparati Introduzione agli apparati Strutture e funzioni degli animali: i concetti unificanti 0

Organizzazione strutturale gerarchia del corpo degli animali Le strutture del corpo degli animali sono perfettamente correlate con la loro funzione LLanatomia è lo studio della struttura di un organismo. La fisiologia è lo studio delle funzioni delle varie parti di un organismo.

0 Palmo Secondo dito Terzo dito Rachide Barba Barbula Uncino Struttura della penna Polso Arto anteriore Primo dito Struttura ossea Rachide Figura 15.1 Le funzioni di specifiche parti di un organismo (come le ali) dipendono dalla loro particolare struttura.

Gli animali sono dotati di unorganizzazione strutturale di tipo gerarchico 0 Cellula muscolare A Livello di cellula B Livello di tessuto Tessuto muscolare C Livello di organo Cuore E Livello di organismo Il risultato dellinterazione di molti sistemi D Livello di sistema Sistema cardiovascolare Figura 15.2 Lorganizzazione strutturale del mondo vivente è impostata secondo diversi livelli gerarchici.

I tessuti sono gruppi di cellule con struttura e funzioni comuni In quasi tutti gli organismi pluricellulari, la maggioranza delle cellule del corpo è organizzata in tessuti. I tessuti sono composti da gruppi di cellule simili, specializzate, che hanno cioè una struttura particolare che consente loro di svolgere un compito preciso. Negli animali sono presenti quattro tipi di tessuto: epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso.

Il tessuto epiteliale riveste internamente ed esternamente il corpo e i suoi organi Il tessuto epiteliale, detto anche epitelio, è costituito da strati di cellule strettamente adiacenti che rivestono le superfici corporee, gli organi interni e le cavità del corpo. I diversi tipi di tessuto epiteliale vengono definiti in base al numero di strati cellulari da cui sono composti e dalla forma delle cellule predominanti nel tessuto.

0 Membrana basale (matrice) Superficie libera dellepitelio Nuclei delle cellule A Epitelio squamoso semplice (rivestimento interno degli alveoli polmonari) B Epitelio cubico semplice (che forma un dotto renale) C Epitelio cilindrico semplice (rivestimento interno dellintestino) D Epitelio squamoso stratificato (rivestimento interno dellesofago) Strato di cellule morte Cellule epiteliali in rapida divisione E Epitelio squamoso stratificato (pelle umana) Colonizzata SEM Tessuto sottostante Il tessuto epiteliale svolge funzioni di protezione, secrezione e scambio.

Il tessuto connettivo tiene uniti gli altri tessuti e li sostiene I vari tipi di tessuto connettivo sono formati da un insieme di cellule sparse e circondate da una sostanza detta matrice. Generalmente, la matrice è composta da fibre immerse in una sostanza che può essere liquida, gelatinosa o solida.

0 Plasma Cellule cartilaginee Matrice D Tessuto cartilagineo (parte terminale di un osso) Canale centrale Matrice Cellule ossee E Tessuto osseo F Sangue Fibre elastiche Fibra di collagene Cellula Fibre di collagene Nucleo della cellula B Tessuto connettivo fibroso (forma tendini e legamenti) Globuli bianchi Globulo rosso C Tessuto adiposo Gocciole di grasso Il tessuto connettivo sostiene e tiene uniti gli altri tessuti. A Tessuto connettivo lasso (strato sottocutaneo)

Il tessuto muscolare permette il movimento Il tessuto muscolare è costituito da fasci di lunghe cellule chiamate fibre muscolari ed è il più abbondante tessuto negli animali. Il tessuto muscolare scheletrico è formato da muscoli detti volontari perché, in genere, lanimale può controllarne la contrazione. Il tessuto muscolare cardiaco costituisce il tessuto contrattile del cuore. I muscoli cardiaci pompano il sangue. Il tessuto muscolare liscio è costituito da fibre involontarie responsabili della contrazione delle pareti degli organi interni come lo stomaco.

0 Unità di contrazione muscolare Fibra muscolare Nucleo A Muscolo scheletrico Nucleo Fibra muscolare Giunzione tra due cellule Fibra muscolare Nucleo C Muscolo liscio B Muscolo cardiaco I tre tipi di muscoli:

Corpo cellulare Nucleo Prolungamenti cellulari LM Il tessuto nervoso forma una rete di comunicazione Il tessuto nervoso trasmette le informazioni da una parte allaltra del corpo sotto forma di segnali, o impulsi, nervosi. Percepisce gli stimoli, determina e dirige le risposte e fa sì che le varie parti del corpo agiscano come un insieme coordinato.

Gli organi sono formati da tessuti Un organo è costituito da diversi tessuti che, nel loro insieme, hanno il compito di svolgere una specifica funzione. 0 Intestino tenue (in sezione) Lume Tessuto epiteliale (epitelio cilindrico) Tessuto connettivo Tessuto muscolare liscio (2 strati) Tessuto connettivo Tessuto epiteliale Lume

I sistemi cooperano per svolgere le funzioni vitali Per costituire un sistema (o apparato) è necessaria lintegrazione di diversi organi. Ogni sistema svolge una o più funzioni. Nei vertebrati sono presenti 12 sistemi principali.

A Sistema digerente Bocca Esofago Fegato Stomaco Intestino tenue Intestino crasso Ano B Sistema respiratorio Cavità nasale Laringe Trachea Bronco Polmone Il sistema digerente e il sistema respiratorio accumulano cibo e ossigeno.

Il sistema cardiovascolare, aiutato dal sistema linfatico, rifornisce le cellule del corpo di ossigeno e sostanze nutritive. Il sistema immunitario, insieme al sistema linfatico, protegge il corpo dallattacco di sostanze estranee, microrganismi e cellule cancerose. C Sistema cardiovascolare Cuore Vasi sanguigni E Sistema linfaticoD Sistema immunitario Midollo osseo Timo Milza Linfonodi Vasi linfatici

Il sistema escretore elimina dal sangue le sostanze azotate di scarto. Il sistema endocrino e il sistema nervoso controllano e coordinano le attività corporee. F Sistema escretore Rene Uretere Vescica Uretra Ghiandola surrenale G Sistema endocrino Ipofisi Timo Tiroide Testicolo (maschio) Pancreas Ovaia (femmina) Cervello Organo di senso Midollo spinale Nervi H Sistema nervoso

Il sistema tegumentario riveste e protegge il corpo. Il sistema scheletrico e il sistema muscolare sostengono lorganismo e gli permettono di muoversi e mantenere una postura. I Sistema tegumentario Capelli Pelle Unghie M Sistema muscolare Muscoli scheletrici Cartilagine Ossa L Sistema scheletrico

Femmina Vescicole seminali Pene Uretra Testicoli Prostata Maschio Ovidotto Ovaia Utero Vagina N Sistema riproduttore Il sistema riproduttore produce i gameti e gli ormoni sessuali.

COLLEGAMENTI Nuove tecniche di visualizzazione delle immagini permettono di osservare linterno del corpo Tra gli sviluppi più straordinari della tecnologia in campo medico vi sono le tecniche che permettono ai medici di «vedere» gli organi e i sistemi senza dover ricorre alla chirurgia. I raggi X, scoperti nel 1895, sono stati il primo strumento che ha consentito di produrre unimmagine fotografica (radiografia) degli organi interni. I raggi X vengono usati di routine per evidenziare le fratture delle ossa e le carie.

Figura 15.10AFigura 15.10B La tomografia assiale computerizzata (TAC) fornisce, grazie a un computer, immagini di una sequenza di sottili sezioni trasversali del corpo ed è un eccellente strumento diagnostico.

La risonanza magnetica (RM) è una tecnica che sfrutta il comportamento degli atomi di idrogeno contenuti nelle molecole dacqua. È in grado di evidenziare chiaramente i tessuti molli perché questi sono costituiti prevalentemente da acqua. È particolarmente adatta per evidenziare problemi a livello dei tessuti nervosi circondati da osso, come le fibre nervose nel midollo spinale.

Figura 15.10C La risonanza magnetica microscopica (RMM) fornisce immagini tridimensionali di strutture molto piccole (come gli organi di un embrione).

ASCOLTARE PAROLE VEDERE PAROLE EMETTERE PAROLE PENSARE PAROLE MIN MAX Figura 15.10D La tomografia a emissione di positroni (PET) è una tecnica che fornisce informazioni sui processi metabolici in punti specifici del corpo.

Gli scambi con lambiente esterno e lomeostasi Gli adattamenti strutturali favoriscono gli scambi chimici tra gli animali e lambiente Gli animali non possono sopravvivere se non scambiano sostanze con lesterno. Questi scambi avvengono anche a livello della cellula, attraverso la propria membrana.

0 Diffusione Due strati di cellule Diffusione Bocca Cavità gastrovascolare Nei piccoli animali con una struttura corporea semplice (come lidra) la superficie esposta di ogni cellula è abbastanza estesa da poter provvedere in modo soddisfacente, tramite la diffusione e il trasporto attivo, alle esigenze dellintero volume del citoplasma.

Gli animali con un corpo strutturalmente complesso hanno strutture specializzate che aumentano la superficie interna. Sistema respiratorio Sistema escretore Sistema digerente Sistema circolatorio Ambiente esterno Cibo Bocca Cellule Liquido interstiziale Ano Sostanze non assorbite (feci) Prodotti di rifiuto metabolico (urina) Intestino Sostanze nutritive CO 2 O2O2 Cuore Sangue Lo scambio di sostanze tra il sangue e il corpo avviene attraverso il liquido interstiziale: le sostanze passano dal sangue al liquido interstiziale e da questo alle cellule.

Il sistema respiratorio possiede unenorme superficie interna, con unampia rete di capillari.

Gli animali regolano il proprio ambiente interno In risposta ai cambiamenti delle condizioni dellambiente esterno, molti animali possono mantenere relativamente costanti le condizioni del proprio ambiente interno, una condizione nota come omeostasi. Meccanismi omeostatici Ambiente esterno Ambiente interno Piccole fluttuazioni Ampie fluttuazioni Figura 15.12AFigura 15.12B

Lomeostasi è regolata da meccanismi a feedback negativo Omeostasi: Temperatura interna del corpo di circa 36– 38 C Temperatura al di sopra della norma Temperatura al di sotto della norma Diminuzione della temperatura Aumento della temperatura Il termostato spegne i meccanismi di riscaldamento. I vasi sanguigni della pelle si restringono; la perdita di calore viene resa minima. Il termostato nel cervello attiva meccanismi di riscaldamento. I muscoli scheletrici si contraggono rapidamente, provocando brividi, che generano calore. Il termostato nel cervello attiva meccanismi di raffreddamento. Le ghiandole sudoripare secernono sudore che, evaporando, raffredda il corpo. I vasi sanguigni della pelle si dilatano; il calore viene disperso. Il termostato spegne i meccanismi di raffreddamento. La maggior parte dei sistemi di controllo che regolano lomeostasi si basa su un meccanismo a feedback negativo, nel quale il cambiamento di una variabile provoca reazioni che contrastano quel cambiamento.