8.1 - La struttura del corpo umano

I fondamentali in sintesiLa struttura del corpo umano

Biologia

INIZIA

Tessuti, apparati e sistemiLe cellule staminaliL'omeostasi

Che cosa devo sapere prima

La cellula animaleLa mitosiIl metabolismo cellulare

Che cosa imparerò

INDICE

Le cellule scambiano continuamente energia con l’ambiente circostante attraverso una serie di reazioni chimiche chiamate metabolismo cellulare. Nella cellula avvengono diversi tipi di reazioni metaboliche:

• le reazioni anaboliche sintetizzano molecole complesse,
• le reazioni cataboliche le demoliscono;
• le reazioni endergoniche usano energia,
• le reazioni esergoniche la rilasciano.

Gli enzimi sono catalizzatori che hanno strutture proteiche in grado di attivare reazioni biologiche. Ogni enzima catalizza una reazione specifica all’interno di una serie di reazioni chimiche chiamate via metabolica. Nelle ossidoriduzioni catalizzate da enzimi specifici, uno o più elettroni vengono trasferiti da una sostanza all’altra. Quando si verifica una reazione di riduzione, si ottengono elettroni; quando si verifica una reazione di ossidazione, gli elettroni vengono persi.

La mitosi è un meccanismo estremamente preciso che permette di ottenere cellule sempre uguali tra loro e alle cellule di partenza dal punto di vista cromosomico. La divisione cellulare si verifica anche nell’organismo adulto per sostituire le cellule morte o danneggiate. All’inizio della mitosi, i cromosomi si condensano e ciascuno di essi sembra essere costituito da due cromatidi identici uniti attraverso il centromero. Contemporaneamente si forma una struttura proteica chiamata fuso mitotico, la quale si attacca ai cinetocori dei cromosomi che si trovano sui centromeri. La mitosi si divide in: profase (formazione di cromosomi); prometafase (attacco dei cromosomi al fuso); metafase (allineamento dei cromosomi sul piano equatoriale); anafase (separazione dei cromatidi che migrano verso i poli opposti della cellula); telofase (lo stadio in cui si svolgono i cromosomi e si formano due nuovi nuclei). Alla mitosi segue la citodieresi (la separazione finale delle due nuove cellule) in un processo chiamato riproduzione cellulare.

Come tutte le cellule eucariotiche, la cellula animale è dotata di:

• nucleo, avvolto da una membrana nucleare e contenente il materiale genetico, costituito da molecole di DNA;
• membrana plasmatica, che separa la cellula dall’ambiente esterno;
• citoplasma, fluido in cui sono sospese particelle insolubili;
• diversi tipi di organuli cellulari, ciascuno deputato a una specifica funzione.

Inoltre, è caratterizzata dalla presenza di specifiche strutture, tra cui:

• centrioli, coinvolti nel processo di mitosi;
• lisosomi, organuli sferici in cui vengono demolite le molecole complesse.

Indice

IL CORPO UMANO

ORGANI, SISTEMI E APPARATI

La gerarchia del corpo umano

Le cellule staminali

I tessuti

I sistemi

Gli apparati

L'omeostasi

La gerarchiadel corpo umano

Lo sviluppo di un organismo parte da un’unica cellula: lo zigote.Attraverso il differenziamento si arriva alla formazione dei tessuti e delle strutture complesse che compongono l’architettura del corpo umano.

• Tutte le cellule del nostro corpo sono organizzate in tessuti;

• I tessuti formano gli organi;

• Gli organi a loro volta sono riuniti in sistemi e apparati.

I tessuti

Nel corpo di tutti i mammiferi sono presenti quattro tipi di tessuti:

• epiteliale;
• connettivo;
• muscolare;
• nervoso.

Il tessuto epiteliale

Il tessuto epiteliale può essere di più tipologie ma presenta alcune caratteristiche comuni:

Jose Luis Calvor/Shutterstock

• presenza di giunzioni cellulari;
• presenza di una membrana basale;
• mancanza di vasi sanguigni.

Tipi di tessuto epiteliale

Ci sono tre categorie di epiteli:

• di rivestimento che ricoprono e proteggono la superficie esterna e le cavità interne, delimitano i vasi sanguigni e definiscono i confini fra compartimenti del corpo;
• con funzione secernente di sostanze di varia natura come ormoni, latte, muco, enzimi digestivi e sudore;
• sensoriali costituiti da cellule specializzate per ricevere stimoli.

Il tessuto muscolare permette il movimento grazie allo scorrimento di filamenti formati da due tipi di proteine contrattili: actina e miosina. Ne esistono tre tipologie:

Il tessuto muscolare

• striato: responsabile dei movimenti volontari;
• liscio: si trova nel rivestimento di molti organi interni cavi ed è controllato del sistema nervoso autonomo (involontario);
• cardiaco: si trova solo nel cuore, la sua contrazione avviene in modo involontario.

Il tessuto connettivo

Il tessuto connettivo svolge funzioni di sostegno e metaboliche. È caratterizzato dalla presenza di:

Jose Luis Calvor/Shutterstock

• matrice extracellulare;
• sostanza fondamentale;
• collagene ed elastina.

La maggior parte delle fibre del tessuto connettivo è costituita da collagene, una proteina che può formare fibre forti e resistenti all’allungamento. Queste fibre vengono usate come sostegno o connessione nella cute, nei tendini e nei legamenti delle ossa. Il collagene costruisce anche fibre reticolari molto sottili e ramificate, che costituiscono un’intelaiatura simile a una rete, fornendo forma e solidità strutturale ad alcuni organi.

• connettivo denso: presenti fibre di sostegno costituite da collagene che formano una struttura resistente. Si trova nei tendini e nei legamenti;
• connettivo lasso: si trova nella cute e tra un organo e l’altro. È il tipo più diffuso di connettivo;
• tessuto adiposo: funzione di riserva energetica e isolante; protegge dai traumi gli organi interni.

Il tessuto connettivo

I tessuti connettivi propriamente detti si dividono in:

• il tessuto osseo: ricco di cristalli di calcio che gli conferiscono rigidità; viene costantemente rimodellato da cellule chiamate osteoblasti, osteociti e osteoclasti;

• la cartilagine: contiene numerose fibre di collagene che la rendono flessibile e resistente;

• il sangue: è l’unico connettivo fluido.

Il tessuto connettivo

I tessuti connettivi specializzati comprendono:

Il tessuto nervoso

Il tessuto nervoso è formato dai neuroni che generano e trasmettono impulsi nervosi in tutto il corpo. Sono presenti anche cellule non eccitabili, dette gliali, che nutrono, proteggono i neuroni e hanno funzione di sostegno.

Wikipedia

L'actina e la miosina fanno parte del...

tessuto connettivo

tessuto nervoso

tessuto muscolare

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SBAGLIATO

ESATTO! Sono le proteine contrattili responsabili del movimento

Le cellule staminali

La capacità di rigenerarsi varia da tessuto a tessuto e dipende dalla presenza delle cellule staminali che, in base alle loro potenzialità, si distinguono in:

• unipotenti: originano un solo tipo di cellula;
• multipotenti: originano alcuni tipi di cellule;
• pluripotenti: originano molti tipi di cellule;
• totipotenti: originano tutte le possibili cellule.

Che cosa sono le cellule staminali? A cosa servono? E perché è utile la loro donazione? Scoprilo in questo video.

La donazione delle cellule staminali

Le cellule del cordone ombelicale sono...

staminali pluripotenti

staminali unipotenti

staminali totipotenti

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ESATTO!

Organo, sistema, apparato

• Organo: coordinamento delle funzioni di più tessuti per compiere un'unica attività (esempio: il cuore);

• Sistema: unità morfofunzionale costituita da organi che condividono la stessa origine embrionale (esempio: il sistema muscolare);

• Apparato: insieme di organi con origine embrionale diversa che cooperano per svolgere le stesse funzioni (esempio: l'apparato cardiovascolare).

I sistemi

Nel corpo umano sono presenti cinque sistemi:

1. endocrino;
2. nervoso;
3. linfatico;
4. scheletrico;
5. muscolare.

Il sistema endocrino è composto da ghiandole che producono gli ormoni, sostanze che regolano il funzionamento degli organi e dell’organismo.

Il sistema nervoso è formato dall’encefalo, dal midollo spinale, dai nervi e dagli organi di senso. Riceve gli stimoli esterni e interni ed elabora le risposte.

I sistemi

Il sistema scheletrico è formato da ossa, legamenti e cartilagini. Offre sostegno al corpo e protezione agli organi interni. Fornisce supporto ai muscoli, rendendo possibile il movimento.

Il sistema muscolare è costituito da tessuto muscolare. Permette i movimenti del corpo attraverso il muscolo scheletrico. Gli organi interni sono formati da muscolo liscio e il cuore da muscolo cardiaco.

Il sistema linfatico è costituito dalla linfa e dai vasi linfatici, dal timo, dalle tonsille e dai linfonodi. Insieme al sistema immunitario difende l’organismo dall’attacco di agenti patogeni e contribuisce al trasporto dei liquidi.

Gli apparati

Nell'essere umano sono presenti sei apparati:

1. urinario;
2. tegumentario;
3. digerente;
4. cardiovascolare;
5. riproduttore;
6. respiratorio.

L’apparato urinario è formato da reni, ureteri, vescica e uretra. Produce ed espelle l’urina, eliminando i rifiuti prodotti nelle reazioni metaboliche dell’organismo. Regola la composizione del sangue.

L’apparato tegumentario comprende la cute, le ghiandole, le unghie e i peli. Ricopre tutto il corpo ed è l’interfaccia tra l’organismo e l’ambiente.

L’apparato digerente comprende la bocca, l’esofago, lo stomaco, l’intestino insieme a ghiandole accessorie. Consente l’introduzione del cibo, l’assorbimento delle sostanze nutritive e l’eliminazione di quelle non digerite.

Gli apparati

L’apparato cardiovascolare è composto da sangue, cuore e vasi sanguigni. Trasporta le sostanze nutritive e l’ossigeno alle cellule eliminando le sostanze di rifiuto e il diossido di carbonio.

L’apparato riproduttore comprende le gonadi (testicoli nei maschi e ovaie nelle femmine) e gli organi a esse associati. Produce i gameti e consente la fecondazione e lo sviluppo di nuovi individui.

L’apparato respiratorio è costituito dai polmoni e dalle vie aeree. Garantisce gli scambi dei gas respiratori, trasferendo l’ossigeno al sangue, ed eliminando il diossido di carbonio.

... riceve stimoli ed elabora le risposte?

... produce gli ormoni che regolano il funzionamento dell'organismo?

... permette al nostro corpo di muoversi?

Stop! Quale sistema...

IL SISTEMA NERVOSO

IL SISTEMA ENDOCRINO

IL SISTEMA MUSCOLARE

L'omeostasi

Gli organismi viventi mantengono costante il loro ambiente interno attraverso il meccanismo dell’omeostasi.Un sistema di controllo composto da:

• recettore;
• centro di regolazione;
• effettore.

L'omeostasi

L'effettore non realizza solo la risposta ma invia un segnale di ritorno al centro di controllo: il feedback. Questo processo influenza a sua volta l'attività del sistema regolatore inibendola (feedback negativo) o potenziandola (feedback positivo). Esempi di feedback positivo: le risposte che vuotano le cavità del corpo come la minzione o lo starnuto.Esempio di feedback negativo: il mantenimento della temperatura corporea costante.

La temperatura corporea è determinata dal bilanciamento fra la produzione interna di calore e lo scambio di calore con l’ambiente, attraverso quattro strategie:

1. l'evaporazione;
2. l'irraggiamento;
3. la conduzione;
4. la convezione.

La gerarchia del corpo umano: tessuti, organi e apparatiI vari tessuti e le loro funzioniL'omeostasi, il feedback positivo e negativoLe cellule staminali

Che cosa ho imparato

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RIGUARDA LE PARTI CHE NON HAI CAPITO

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Esercizi del libro