Tessuti del corpo umano Sistemi del corpo umano · zazione sono: tessuto (gruppo di cellule simili...

Corpo umano Thomas Fraling

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1. CARATTERISTICHE IMPORTANTI DEL CORPO UMANO

Il corpo umano è un organismo endotermo, cioè produce calore all’interno del corpo mante-nendolo a una temperatura costante. Il sostegno del corpo è dato all’endoscheletro osseo, il quale contiene una cavità interna, suddivisa dal diaframma (muscolo) in due cavità più piccole, quella toracica contiene il cuore, i polmoni e l’esofago, mentre quella addominale contiene diversi organi, come lo stomaco e il fegato. Il sistema nervoso si estende, a partire dalla testa, sull’intero dorso e presenta cefalizzazione marcata. Gli appendici sono quattro arti cinti (due braccia e due gambe) collegati alla colonna vertebrale. Il corpo umano è un organismo pluri-cellulare, avente cellule specializzate, organizzate fino agli apparati. I diversi gradi di organiz-zazione sono: tessuto (gruppo di cellule simili che svolgono una funzione comune), organo (insieme di diversi tessuti che, ordinatamente, svolgono una funzione), sistema (insieme di più organi che si coordinano per svolgere una funzione), apparato (insieme di sistemi che coope-rano per svolgere una funzione).

Tessuti del corpo umano

Il sistema tegumentario del corpo umano è formato da quattro tessuti: epiteliale (pelle, rive-stimento organi), connettivo (osso, sangue), muscolare e nervoso.

Sistemi del corpo umano

Vi sono undici sistemi presenti nel corpo umano: tegumentario, scheletrico, muscolare, dige-rente, respiratorio, circolatorio, immunitario, urinario o escretore, riproduttivo, nervoso, en-docrino; questi interagiscono e si coordinano per garantire la sopravvivenza dell’organismo.

Sistema Funzione Dettagli

Tegumentario Protezione esterna - Protegge il corpo dall’entrata di microorganismo nocivi e so-stanze chimiche. - Riduce danni meccanici alle strutture sottostanti. - Regola la temperatura corporea. - Sintetizza sostanze chimiche e ormoni. - Organo di senso.

Scheletrico e mu-scolare

Sostegno e movi-mento

Formano l’apparato locomotore. Lo scheletro sostiene e pro-tegge il corpo mediante le ossa, le quali sono movimentate dai muscoli, situati attorno.

Nervoso ed endo-crino

Comunicazione, con-trollo e integrazione

Coordinano e regolano le strutture del corpo per un’ottimale funzionamento.

Circolatorio e im-munitario

Trasporto e difesa Rete che garantisce la distribuzione e l’assunzione di sostanze e l’eliminazione di scorie tra organi (sistemi) e cellule.

Respiratorio, di-gerente ed escre-tore

Trasformazione, rego-lazione e manteni-mento

Mantiene un ambiente stabile per le cellule del corpo.

Riproduttivo Riproduzione e svi-luppo

Assicura il concepimento e lo sviluppo del feto.

Funzioni importanti del corpo umano

Le tre funzioni del corpo umano sono: omeostasi, produrre energia (metabolismo), integra-zione e controllo. L’omeostasi garantisce un equilibrio interno relativamente stabile, per esempio la temperatura corporea. La produzione di energia è indispensabile per il coretto


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funzionamento del metabolismo (insieme delle reazioni chimiche all’interno delle cellule). L’ultima funzione, regolata dal sistema endocrino e nervoso, mette in comunicazione l’am-biente interno ed esterno.

2. SISTEMA SCHELETRICO

Vediamo come prima cosa le funzioni del sistema scheletrico: sostenere il peso corporeo, dare forma al corpo, funzione emopoietica (produzione di globuli rossi, bianchi e piastrine), depo-sito di sali minerali, mantenere l’equilibrio, permettere il movimento (scheletro appendico-lare, di cui fa parte la cintura scapolare e gli arti), proteggere gli organi interni (scheletro assile, di cui fa parte il cranio e la gabbia toracica). L’endoscheletro osseo (in parte cartilagineo) del corpo umano è formato da tessuto osseo e possiede 206 ossa. Le ossa sono divise in tre gruppi: ossa lunghe (le estremità sono dette epifisi, mentre la parte centrale si chiama diafisi), ossa brevi (separate da dischi cartilaginei), ossa piatte (p.e. testa e bacino). Tra le ossa ci sono le articolazioni, che permettono ai muscoli di muoverli. Queste regioni sono spesso costituite da cartilagine. Le ossa sono collegate tra di loro dai legamenti, mentre i tendini legano i muscoli alle ossa. Il tessuto osseo può essere compatto o spugnoso (anche entrambe). Tramite dei canali i vasi sanguigni entrano nelle ossa per portare sostante destinate alle cellule. All’interno dell’osso c’è il midollo osseo, il quale contiene delle cellule staminali multipotenti (in grado di differenziarsi in molte cellule). Vi sono due tipi di midollo osseo: rosso (ricco di cellule stami-nali, sede dell’emopoiesi (formazione delle cellule del sangue); situato nelle ossa piatte e nell’epifisi delle ossa lunghe), giallo (composto soprattutto da grasso; situato nella diafisi delle ossa lunghe).

3. SISTEMA DIGERENTE

Il sistema digerente compie una compito di vitale importanza: prepara gli alimenti (trasforma-zione della composizione chimica e fisica) ingeriti affinché possano essere utilizzati dalle cel-lule. Gli alimenti ingeriti non preparabili danno origine alle scorie che vengono eliminate dal sistema escretore.

Caratteristiche del sistema digerente

Gli organi del sistema digerente sono: bocca, faringe, esofago (tubo digerente), stomaco, in-testino tenue e crasso, intestino retto e ano. Oltre a questi vi sono anche le ghiandole salivari, il pancreas e il fegato, che, tramite la produzione di succhi digestivi (contenenti enzimi), per-mettono la scomposizione di sostanze. I fabbisogni nutritizi (acqua, sali minerali, proteine, grassi, zuccheri e vitamine) non vengono soddisfatti dal sistema digerente, dato che svolgono le loro funzioni solamente se rimangono inalterati. Ci sono due tipi di digestione: meccanica (frantumazione del cibo in piccole parti; denti e pe-ristalsi), chimica (scomposizione di sostanze da parte di enzimi).

La bocca (cavità orale): inizio del processo digestivo

Nella bocca inizia il processo digestivo, essa è formata da: labbra, guance, palato, lingua, denti, ghiandole salivari.


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La lingua ha due scopi: muscolare e sensoriale. Le sue funzioni sono: riconoscere gusti me-diante recettori chimici (dolce, salato, amaro, acido), rimescola il cibo con la saliva facilitando la masticazione, spinge il cibo nella faringe durante la deglutizione, collabora all’articolazione dei suoni. I denti servono a sminuzzare il cibo e sono impiantati nell’osso della cavità boccale. Le dimensioni e le funzioni dei denti sono molto simili, anche se hanno forme diverse. I denti da latte sono 20 e compaiono 6-8 mesi dopo la nascita (dopo 2,5 anni denta-tura completa); i denti permanenti sono 32 e su ciascuna ma-scella ci sono: quattro incisivi (incisione), 2 canini, 4 premolari (triturazione, macinazione), 6 molari (triturazione, macina-zione). I denti sono composti da smalto (tessuto duro, morto e mineralizzato che funge da protezione), dentina (tessuto simili all’osso e costituisce la parte interna del dente), cemento (tessuto simile all’osso e fissa il dente nell’alveolo), palpa dentaria (polpa ricca di vasi sanguigni e nervosi). Le ghiandole salivari sono divise in tre gruppi: sottolinguali, sottomandibolari, parotidi (da-vanti alle orecchie). Esse producono la saliva, la quale contiene: acqua, muco, un enzima (ami-lasi, nome specifico: ptialina), sali minerali, un antibiotico naturale (lisozima). Le funzioni della saliva sono: sciogliere i cibi solubili, lubrificare alcuni cibi (muco), iniziare l’idrolisi degli amidi cotti (ptialina; scompone i polisaccaridi in monosaccaridi, rendendoli solubili in acqua). La pro-duzione di saliva è regolata dal sistema nervoso e cambia durante il giorno (stimoli olfattivi, visivi e per mezzo della masticazione). Riassumendo si può dire che nella bocca avviene sia una digestione meccanica sia chimica.

Faringe: deglutizione del cibo

La faringe è il canale comune del sistema respiratorio e quello digerente, dato che si collega alla trachea e all’esofago. Dopo che il cibo è stato impastato con la saliva e la ptialina ha agito, il cibo si trasforma in bolo alimentare, il quale viene spinto nella faringe tramite lo sposta-mento della lingua; l’epiglottide impedisce che il bolo entra nella laringe (trachea) e l’uvula impedisce che entra nel naso. Le tonsille sono tessuti linfatici, ricchi di globuli bianchi, che proteggono da infezioni.

Tubo digerente

Il tubo digerente è formato da quattro parti: esofago, stomaco, intestino tenue e crasso; essi hanno funzioni e aspetto diversi, ma possiedono la stessa struttura: mucosa (strato interno), sottomucosa (contiene ghiandole che secernono muco, vasi sanguini e linfatici, principali nervi), strato muscolare (peristalsi: contrazioni ritmiche che permettono l’avanzamento del cibo nell’intestino e nello stomaco), sierosa o peritoneo (membrana che avvolge il tubo dige-rente mantenendolo nella giusta posizione). L’esofago collega la faringe con lo stomaco attraverso un condotto lungo 20 - 25 centimetri. Il cibo procede grazie al muco e alla peristalsi. Lo stomaco funge da zona d’accumulo e permette la liquefazione del cibo. Esso è separato dall’esofago mediante il cardias e dall’inizio dell’intestino grazie al piloro (anelli muscolari). La mucosa dello stomaco risulta essere più complessa di quella dell’esofago, infatti contiene molte ghiandole: cellule del muco (producono muco che protegge le cellule dai succhi dige-stivi), cellule principali (secernono pepsinogeno), cellule parietali (secernono acido cloridrico).


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Queste sostanze, sciolte in acqua, compongono il succo gastrico. Nelle stomaco avviene dunque una digestione acida, poiché il cibo è rimescolato con il succo gastrico contenente HCl. La pepsina si forma mediante la combinazione dell’acido cloridrico con il pepsi-nogeno; la pepsina è una proteasi e agisce quindi sulle proteine, trasformandole in peptidi. La pepsina e l’acido cloridrico vengono prodotto solamente quando sono necessarie, dato che potrebbero causare la demolizione delle parati dello stomaco, infatti il processo è controllato dal sistema nervoso e da quello ormonale. La lipasi gastrica permette la trasformazione dei grassi emulsionati in glicerina e acidi grassi. Dopo aver passato lo stomaco, il bolo alimentare, assume il nome di chimo alimentare, contenente: ac-qua, sali minerali, vitamine, grassi, monosaccaridi, disaccaridi, peptidi e aminoacidi. Nell’intestino tenue avviene in parte la digestione ma soprattutto l’assorbimento del cibo. È un tubo lungo circa 6 metri suddiviso in tre parti: duodeno, digiuno e ileo. Nel duodeno av-viene la maggior parte della digestione chimica, mentre nel digiuno e nell’ileo l’assorbimento del cibo. Le sostanze coinvolte durante la digestione chimica nel duodeno sono: succo enterico (insieme delle sostanze ed enzimi prodotti dalla mucosa), succo pancreatico (contiene ormoni,

enzimi e un liquido che neutralizza l’acidità dello stomaco), bile (prodotta dal fegato e immagazzi-nata nella cistifellea; contiene molti sali che emul-sionano i grassi, aumentando la superficie di con-tatto per gli enzimi). Il pancreas, la cistifellea e il fegato sono collegati al duodeno tramite dei con-dotti. Nel duodeno le sostanze vengono trasfor-mate in composti solubili, concludendo così la di-

gestione chimica, per passare all’assorbimento del cibo che avviene nel digiuno e nell’ileo me-diante villi intestinali. Questi sono rivestiti a sua volta da microvilli (estroflessioni) che aumen-tano la superficie di assorbimento di 100 volte. Ogni villo contiene una vena e un vaso linfatico. Monosaccaridi e disaccaridi vengono assorbiti dai capillari della vena, che si ricongiungono in una grossa vena (porta) la quale trasporta le sostanze al fegato, che filtra il sangue mante-nendo la sua composizione costante. Una parte della glicerina e degli acidi grassi emulsionati vengono assorbiti dai vasi linfatici che, attraverso la circolazione linfatica, li trasporta al cuore. Il chimo è spinto grazie alla peristalsi nell’intestino crasso, assumendo il nome chilo. L’intestino crasso è un canale più grande e più robusto, lungo circa 1,5 metri e suddiviso anch’esso in tre parti: cieco, colon e retto. L’appendice, organo di cui non si conosce la fun-zione, è attaccata all’intestino cieco. L’intestino retto è l’ultima parte del tubo digerente lungo 15 - 20 centimetri, terminante con un robusto anello muscolare, l’ano. Nel crasso avviene l’as-sorbimento dei sali minerali e dell’acqua e la produzione di feci (composte per i tre quarti da acqua), le quali si accumulano nel retto; questi provocano una pressione sulle pareti che causa lo stimolo della defecazione (segnale al cervello). Le feci vengono poi espulse mediante l’ano. Nel crasso sono inoltre presenti batteri simbionti (flora intestinale) che sfruttano l’ambiente caldo e il cibo digerito per scomporre le sostanze non digerite dal nostro corpo, producendo aminoacidi e vitamine, tra cui la vitamina K (coagulazione del sangue) e B, indispensabili per il corpo umano.


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Fegato

Il fegato è la ghiandola più grande del corpo umano (1,5 Kg), si-tuata a destra dell’addome e suddivisa in quattro lobi. Le cellule epatiche hanno la capacità rigenerativa spontanea. Le funzioni del fegato sono: Collabora alla digestione, producendo la bile che viene raccolta

nella cistifellea. Regola il metabolismo filtrando il sangue (mantiene costante la

sua composizione): o Disintossica i prodotti nocivi; o Recupera il ferro dell’emoglobina (dai globuli rossi vecchi e fragili nella milza); o Sintetizza le proteine plasmatiche (coagulazione del sangue e trasporto sostanze); o Scompone gli aminoacidi in eccesso (in ammoniaca e poi in urea); o Regola la glicemia (quantità di zucchero nel sangue), iperglicemia e ipoglicemia.

* Se nel corpo non è presente glicogeno da poter trasformare, il fegato si concentra sui depo-siti di grasso nei tessuti adiposi.

Pancreas

Il pancreas è una ghiandola allungata, situata sotto lo stomaco e composta da due differenti tipi ghiandolari, uno esocrino e uno endocrino (isole di Langerhans). Funzioni: Pancreas esocrino: produce il succo pancreatico che completa la digestione di proteine,

grassi e zuccheri; Pancreas endocrino: produce insulina e glucagone.

Dieta bilanciata e piramide alimentare

Una dieta bilanciata consiste in una alimentazione corretta, riassunta nella piramide alimentare, che garantisce un ap-porto sufficiente di energia e sostanze nutritive e protettive per contribuire al nostro benessere. Bisogna combinare questi elementi: Macronutrienti: carboidrati, grassi e proteine (quantità abbondanti); Micronutrienti: minerali e vitamine (quantità ridotte); Fibre. I carboidrati servono al corpo umano perché fungono da substrato per la produzione di energia e perché formano le glicoproteine e i glicolipidi nelle membrane cellulari.

I lipidi (grassi e oli) sono necessari durante la respirazione cellulare e forniscono isolamento termico e meccanico; sono tra i principali componenti delle membrane e collaborano a man-tenere l’organismo in buona salute.

Iperglicemia Ipoglicemia

Definizione Alto tasso di zucchero nel sangue Basso tasso di zucchero nel sangue

Effetto Il fegato trasforma lo zucchero in glicogeno Il fegato trasforma il glicogeno* in zucchero

Attivatore Insulina Glucagone


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Le proteine sono fonti di aminoacidi, i quali servono per la produzione di altre proteine; il corpo necessita 20 proteine: 11 vengono sintetizzate dall’organismo e 9 devono essere as-sunte. I prodotti di origine animale sono fonte di proteine complete, mentre prodotti vegetali forniscono proteine incomplete. Inoltre le proteine fungono da substrato per la respirazione cellulare, specialmente durante fasi di carenza di nutrimenti. Le fibre alimentari sono la parte non digeribile dei cibi di origine vegetale che passano lungo il sistema digerente per finire espulsi con le feci. Tuttavia favoriscono la peristalsi, riducendo il rischio di disordini intestinali. I minerali sono numerosi, alcuni inutili per il corpo umano e altri indispensabili. La carenza di calcio, per esempio, può causare l’osteoporosi. Vi sono macrominerali e microminerali. Le vitamine sono composti organici non proteici, indispensabili per mantenere il benessere dell’organismo e garantire un metabolismo efficiente. Le vitamine principali sono 13, ciascuna essenziale per il corpo umano. L’acqua, sebbene non sia fonte di energia, è fondamentale per un coretto funzionamento del nostro organismo: carenza oppure eccesso possono rivelarsi molto dannosi. L’OMS consiglia di bere otto bicchieri pieni di acqua al giorno.

Malattie dell’apparato digerente

Carie dentaria: lo smalto del dente si scioglie a causa degli acidi prodotti dalla fermenta-zione dei glucidi ristagnanti e degli enzimi prodotti dai batteri proliferanti nel cibo; si forma un buco che ristagna più cibo, profondendo il buco fino a raggiungere il nervo (dolore).

Parotite (orecchioni): infiammazione alle ghiandole salivari parotidi, dovuto a un virus; la malattia è contagiosa e si manifesta con un gonfiore locale.

Bruciori di stomaco: irritazioni all’esofago provocate dal rigurgito del contenuto gastrico per difettosa chiusura del cardias; può dipendere da fattori nervosi o iperacidità nello sto-maco, portando persino alla ulcere (lesioni alla mucosa).

Diabete: aumento della glicemia a causa di sottoproduzione di insulina; il glucosio si accu-mula nel sangue ed è espulso come urea, con perdita di sali e acqua.

Ernia: fuoriuscita di un viscere dalla cavità addominale, causata da un aumento della pres-sione interna e debolezza locale della parete addominale.

Appendicite: infiammazione dell’appendice a causa dell’intasamento del canale cieco da parte di pezzi di cibo non digeriti. Provoca dolore improvviso e violento, febbre, vomito.

Calcoli: masse solide che si formano nelle vie biliari (fegato - cistifellea - duodeno) provo-cando accessi dolorosi, ristagno di bile e ingiallimento della pelle.

Diarrea: espulsione violenta e rapida di feci liquide, provocata da varie cause. Epatite virale: malattia contagiosa del fegato, dovuta ad un virus; provoca febbre, nausea,

stanchezza, ingiallimento della pelle. Cirrosi epatica: distruzione di zone più o meno grandi del fegato a causa di un assorbimento

rapido di alcol (impedisce alle cellule epatiche di ricostituirsi). Insufficienze epatiche: scarsa produzione di bile. Itterizia: passaggio della bile nel sangue a causa di un’infiammazione alle vie biliari, depo-

sitando pigmenti biliari nelle vie sanguinee che ingialliscono la pelle e gli occhi. Tifo: grave malattia contagiosa causata da batteri; si manifesta 15 giorni dopo l’infezione

con febbre alta, punti rossi sull’addome, emorragie intestinali. Colera: grave malattia contagiosa causato da un batterio; provoca diarrea, vomito e conse-

guente disidratazione che può portare alla morte in assenza di cure adeguate.


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Varie specie di vermi parassiti: gli ascaridi, per esempio, sono molto comune nei bambini, vivono numerosissimi nell’intestino tenue, causando occlusioni e lesioni e possono risalire anche in gola provocando soffocamento.

Altre malattie legate all’alimentazione sono le malattie causate da carenza (di minerali o vita-mine), l’anoressia, la bulimia e l’obesità; vedi libro a pagina 403 e allegato.

4. SISTEMA RESPIRATORIO

Il sistema respiratorio svolge la funzione di scambio di gas con l’ambiente. Il nostro corpo ne-cessita di ossigeno per produrre energia, generando anidride carbonica come scoria; questi gas vengono assorbite ed espulsi mediante il sistema respiratorio. Gli scambi non avvengono tra i singoli gas ma in una miscela, l’aria. Essa infatti è composta da ossigeno (20%), azoto (78%), anidride carbonica (2%) e altri gas; questi entrano nel sistema respiratorio e ne fuorie-scono in quantità diverse: meno O2 e maggior CO2 (anche vapore acqueo).

Anatomia

Narici e fosse nasali: buchi di entrata e uscita dell’aria collegati con le cavità nasali; pas-sando dalla vie nasali l’aria viene riscaldata e grazie ai peli viene filtrata. La mucosa delle fosse nasali produce il muco (composto da: acqua, sostanze vischiose e antibiotiche).

Faringe: zona di congiungimento delle vie respiratorie con le vie digerenti. Laringe: inizio delle vie respiratorie (prima dell’esofago), ne fanno parte l’epiglottide (val-

vola che si chiude quando deglutiamo), le corde vocali e il pomo d’Adamo. Le corde vocali sono due membrane elastiche, tese grazie al canale tracheale (dipende dal sesso), che con l’uscita dell’aria vibrano generando la voce (grazie alle corde vocali la laringe è detta organi di fonazione); a dipendenza della loro lunghezza e spessore, le corde vocali originano suoni diversi (negli uomini più lunghe). L’articolazione dei suoni è resa possibile dalla lingua, lab-bra e guance (cassa di risonanza). Il pomo d’Adamo è una sporgenza cartilaginea della la-ringe che si sposta verso l’alto durante la deglutizione; il suo sviluppo, negli uomini, è rego-lato da ormoni che inducono dopo la pubertà la sua crescita.

Trachea: tubo stratificato e rigido con funzione di sostegno affinché l’aria possa passare; le pareti sono dotate di un sottile strato di muscoli che movimentano i peli, i quali trattengono impurità insieme al muco presente. Infine la trachea si dirama in due parti: i bronchi.

Bronchi: due tubi respiratori che si ramificano (bronchioli) dando luogo ai due polmoni; ramificandosi sia le pareti sia la cartilagine si assottiglia sempre più.

Bronchioli: tubi respiratori alle cui estremità si trovano i bronchioli acinosi (a forma di acini d’uva); essi non sono più costituiti da cartilagine ma solamente da una parete monostrati-ficata di cellule (molle).

Alveoli: ogni bronchiolo acinoso è formato da alveoli, anch’essi formati da una parete mo-nostratificata; qui avvengono gli scambi di gas per diffusione.

Polmoni: due organi all’interno della gabbia toracica, formati da un insieme di molti alveoli (circa 300 milioni), i quali aumentano la superficie di scambio dei gas respiratori. Gli alveoli sono ricoperti da una sottilissima rete di vasi sanguigni (capillari) che si unisce e giunge al cuore. Per evitare attrito con le costole, i polmoni sono ricoperti dalla pleura; l’amplia-mento e il rimpicciolimento dei polmoni è reso possibile dal diaframma e dai muscoli inter-costali. Il polmone sinistro è più piccolo a causa della presenza del cuore.


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Meccanica respiratoria

La meccanica respiratoria permette il rinnovamento continuo di aria negli alveoli, mediante l’ispirazione (entrata) e l’espirazione (uscita); questi avvengono grazie a contrazioni muscolari, resi possibili dal diaframma e dai muscoli intercostali. Il diaframma è una lamina muscolare che divide il tronco in due parti (cavità toracica e addominale), mentre i muscoli intercostali sono muscoli fissati tra le costole e attaccati allo sterno e alla colonna vertebrale. L’inspira-zione (contrazione muscolare) prevede: contrazione dei muscoli intercostali (tirate verso l’alto) e del diaframma (si abbassa), il volume dei polmoni aumenta, si forma una depressione (bassa pressione), l’aria entra nei polmoni. L’espirazione (rilassamento muscolare) prevede: rilassamento dei muscoli intercostali (si abbassano) e del diaframma (si alza), i polmoni ven-gono schiacciati (il volume diminuisce), l’aria esce dai polmoni. L’aria nei polmoni, durante l’espirazione, non esce mai interamente, dato che il volume dell’aria inspirata è minore del volume disponibile nei polmoni; si tratta del volume di riserva di gas, utile quando non è possibile l’inspirazione.

Frequenza respiratoria

La frequenza respiratoria è il numero di atti respiratori (inspirazione + espirazione) compiuti in un minuto; un adulto compie normalmente 12 - 18 atti al minuto. Il ritmo dipende dall’età (bambini hanno una frequenza respiratoria più elevata), e dalla necessità di ossigeno (sforzo fisico). Nei vasi sanguigni ci sono dei recettori che registrano la quantità di CO2, questi inviano segnali al cervello che stimola i muscoli dedicati alla respirazione.

Scambi di gas

Il sistema respiratorio compie due tipi di scambi: tra il gas nell’ambiente e il sangue nei polmoni; tra i gas nel sangue e le singole cellule del corpo. Lo scambio di gas avviene tramite diffusione diretta e dipende, oltre al sistema respiratorio, dal sistema circolatorio, immu-nitario, muscolare e nervoso. Agli alveoli arrivano i capillari (ramificazione dell’arte-ria polmonare) poveri di ossigeno e ricchi di anidride carbonica; ecco che avviene lo scambio: i capillari prendono ossigeno e vanno a scorrere nelle vena pol-monare verso il cuore. L’ossigeno è relativamente insolubile nel plasma sanguigno e viene quindi fissato sull’emoglobina (pigmento rosso), una proteina quaternaria formata dall’unione di quattro catene polipeptidiche; questi contengono ciascuno un atomo di Fe (gruppo eme) che fissa una molecola di gas. L’emoglobina ricca di ossigeno è detta ossiemoglobina, mentre una ricca di CO2 è detta carbossiemoglobina. L’emoglobina fissa il gas presente in concentra-zione maggiore (a livello dei tessuti è il contrario); se le concentrazioni sono quasi uguali, l’emoglobina fissa il gas a base di carbonio.

Malattie

Iperventilazione: serie frequente di atti respiratori che portano ad un aumento massiccio di ossigeno ed a una riduzione notevole dell'anidride carbonica nel sangue;

Arteria polmonare (arriva ai polmoni)

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Anemia: deficienza di emoglobina diminuzione del trasporto di ossigeno; Tosse: espulsione violenta di aria (difesa); Asfissia: mancanza di ossigeno negli organi poiché è impedito il suo rifornimento; Raffreddore, influenza: infezioni del sistema respiratorio da parte di un virus; Polmonite: infezione dovuto a un batterio (febbre elevata, brividi, dolori respiratori); Tubercolosi: batteri che attaccano i tessuti polmonare e osseo; Embolia: blocco di una arteria o di una vena provocato da un embolo (corpo estraneo alla

circolazione sanguigna) una parte del corpo muore (mancanza di ossigeno); Tumore polmonare: mutamento delle cellule del tessuto polmonare, impedendo lo scam-

bio di gas; le cellule tumorali si riproducono velocemente, infettando il resto del corpo. La causa è il fumo, esso contiene nicotina e catrame che distrugge le barriere dei polmoni, rendendoli indifesi a sostanze dannose (benzeni, idrocarburi aromatici).

Angina: infiammazione delle vie respiratorie superiori (es. tonsille) a causa di batteri. Approfondimento fumo, vedi allegato e libro a pagine 417.

5. SISTEMA CIRCOLATORIO SANGUIGNO

Introduzione

Nel sistema circolatorio avviene la circolazione dei fluidi che garantisce la distribuzione in tutto il corpo delle sostanze necessarie per compiere il metabolismo; oltre a ciò, i fluidi trasportano sostanze come ormoni, enzimi, anticorpi e materiali di rifiuto, come la CO2 e l’urea. Nell’uomo ci sono due tipi di sistemi circolatori: sanguigno (scorre il sangue) e linfatico (scorre la linfa). Il primo è detto un sistema: doppio (a ogni giro il sangue passa due volte dal sangue), completo (non c’è rimescolamento dei due tipi di sangue), chiuso (i liquidi non escono dai vasi); esso è costituito da: il sangue, i vasi sanguigni e il cuore.

Sangue

Il sangue è un tessuto costituito da: 45% di cellule di vario tipo (GR, GB, pia-strine), 55% di plasma (sostanza intercellulare, contenente acqua, sali mine-rali, proteine plasmatiche e le sostanze da trasportare). Le proteine plasma-tiche svolgono le seguenti funzioni: coagulazione del sangue (fibrinogeno e protrombina), difesa del corpo contro agenti estranei (immunoglobuline), impedire l’entrata di troppo liquido dal sangue nei tessuti adiacenti (albu-mina), azione tampone (ph costante). Le sostanze trasportate dal sangue sono: sostanze nutritive (acqua, glucosio, vitamine, aminoacidi), gas respira-tori (disciolti o fissati ai globuli), scorie (es. urea), ormoni, calore (immaga-nizzato nell’acqua, che in grado di rilasciarlo). Un uomo di 75 Kg possiede circa 6 litri di sangue. Le funzioni del sangue sono: trasportare le sostanze nutritive, prodotti di rifiuto, gas e ormoni; regolare la temperatura, il ph, la concentrazione dei liquidi interni dell’organismo (manteni-mento dell’omeostasi), protezione e difesa contro agenti patogeni (es. coagulazione).


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I tipi di cellule presenti nel sangue sono fondamentalmente tre: globuli rossi, globuli bianchi e piastrine (vedi tabella).

I globuli rossi sono privi di nucleo perché non è necessario per l’attività cellulare; il GR quindi non può controllare la produzione di enzimi e l’intero metabolismo. I GR hanno il disco bicon-cavo per avere a disposizione più superficie per legare alla membrana più molecole di emo-globina (maggior trasporto di ossigeno). L’emoglobina è un pigmento proteico con ferro, ca-pace di legarsi con ossigeno e anidride carbonica; il ferro, dopo la distruzione del GR, viene riciclato per creare nel midollo osseo rosso nuova emoglobina (essa, legata al GR, colora di rosso il sangue). Quando il livello di ossigeno nei tessuti diminuisce, la produzione di GR au-menta; questo avviene grazie all’EPO (eritropoietina), la quale stimola il midollo osseo per accelerare la produzione di GR e quindi il trasporto di ossigeno nel sangue. Doping: gli sportivi prendono EPO per aumentare le loro prestazioni. Persone che vivono in alta montagna pro-ducono più EPO, dato che l’aria è più rarefatta. I globuli bianchi sono responsabili alla difesa dell’organismo contro virus, batteri e altre cellule estranee, infatti il loro numero aumenta in caso di infezione. I GB comprendono vari tipi di cellule, molti dei quali sono dotati di mobilità, cioè sono in grado di uscire dai capillari (spazi interstiziali). La coagulazione del sangue è un processo che avviene per bloccare un’emorragia (fuoriuscita di fluido vitale), dato che provoca la diminuzione di ossigeno (minor pressione sanguigna) for-nito alle cellule. L’emorragia può essere interna (il sangue non esce dal corpo ma solo dai vasi) o esterna; quest’ultima si presenta in due modi: il sangue esce a flotti e a ritmo cardiaco (ar-teria) oppure il sangue esce in modo continuo (vena). Inoltre, il sangue arterioso è più chiaro (O2) mentre quello venoso è più scuro (CO2). Dopo la lesione di un vaso, deve avvenire l’emo-stasi (interruzione del flusso sanguigno), che avviene grazie alla coagulazione del sangue, du-rante la quale vengono coinvolti le piastrine e i fattori di coagulazione. Questi sono proteine plasmatiche prodotte dal fegato che agiscono in sequenza, cioè uno attiva un altro il quale attiva il prossimo e così via (reazione a catena). Vediamo le tappe: Vasocostrizione: contrazione dei muscoli delle pareti dei vasi, i lembi della ferita si avvici-

nano pressione interna ristabilita;


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Accumulo di cellule in corrispondenza del taglio: GR (portano ossigeno produzione di energia per il processo), GB (prevengono una infezione), piastrine (si concentrano e aderi-scono coagulo temporaneo, solo se la ferita non è grave);

Inizia la coagulazione vera e propria (vedi schema). NB: la protrombina è prodotta dal fegato in presenza di vitamina K (prodotta nell’intestino crasso). La fibrina forma una rete per intrappolare GR e pia-strine, dando origine al coagulo definitivo. Questo blocca la fuoriuscita di sangue fino alla ricostituzione delle cellule per mitosi, dopo la quale i coaguli si di-sciolgono.

Vasi sanguigni

I vasi sanguigni sono dei condotti chiusi entro i quali passa il sangue, formati da tre tipi di tessuti: epiteliale (strato interno), muscolare liscio (strato intermedio), connettivo elastico (strato esterno). I vasi sanguigni sono tre: arterie, vene e capillari; essi differiscono nella quantità di strati esterni (strato epiteliale uguale). Attenzione: vena e arteria non sono classifi-cati in base alla composizione del sangue che vi scorre.

ARTERIE VENE

Trasportano sangue dal cuore alla periferia Trasportano sangue dalla periferia al cuore

Impermeabili Impermeabili

Spesso tessuto muscolare ed elastico (de-vono reggere l’elevata pressione del sangue che giunge dal cuore)

Sottile tessuto muscolare ed elastico

Lume relativamente piccolo Lume relativamente ampio (per diminuire la resistenza del sangue che torna al cuore)

Sangue con elevata pressione Sangue con bassa pressione

Valvole nell’aorta e nell’arteria polmonare Valvole a nido di rondine (flusso unidirezio-nale)

In genere scorrono in profondità vicino alle ossa

In genere scorrono più in superficie rispetto alle arterie

I capillari hanno una parete monostratificata (percorsi da un GR alla volta) e sono rivestiti solamente dal tessuto epiteliale. Essi sono permeabili, in quanto consentono li scambi di gas tra il sangue e i tessuti, che avviene per dif-fusione. Tutti i tre tipi di vasi sono collegati fra di loro in vari modi (vedi schema). Ricorda: arterie vengono dal cuore e vene vanno verso il cuore. Il sangue nelle vene ritorna al cuore mediante tre meccanismi: residuo di pressione cardiaca, spremitura delle vene da parte dei muscoli o di arterie adiacenti, gravità.


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Cuore

La funzione del cuore è pompare il sangue nei vasi sanguigni; esso è circa grande come un pugno e si trova in basso alla cavità toracica (leggermente sulla sinistra). Nel cuore ci sono due tipi di muscoli e due tipi di tessuti muscolari. I muscoli sono i seguenti: misto (costituito da due tipi di fibre, striate, forniscono una grande potenza, e lisce, forniscono una grande potenza nel tempo), cavo (al suo in-terno ci sono quattro cavità, due superiori, atri, e due inferiori, ventricoli). I tessuti mu-scolari (o detto miocardio) invece sono i se-guenti: pericardio (membrana esterna, va-scolarizzata, che mantiene in posizione il

cuore) ed endocardio (tessuto di rivestimento liscio che protegge il cuore dai fenomeni di attrito, esso forma le valvole cardiache). Negli atri il miocardio è sottile, dato che il sangue da lì viene spinto solamente verso i ventricoli; quest’ultimi hanno un miocardio più spesso, visto che il sangue da lì fa un tragitto lungo (ventricolo sinistro estremità e ritorno; ventricolo destro polmoni; la freccia indica il sangue). Nel cuore ci sono tre tipi di valvole: tricuspide (collega l’atrio destro con il ventricolo destro), valvola bicuspide (collega l’atrio sinistro con il ventricolo sinistro), semilunari (polmonare e aortica; collega ventricoli con arterie). I vasi sanguigni che arrivano (vene) o par-

tono (arterie) dal sangue sono: sei grosse vene arrivano ai due atri (atrio destro due vene cave; atrio sinistro quattro vene polmonari), due grosse arterie partono dai due ventricoli (ventricolo destro arteria polmonare; ventricolo sinistro aorta). Il cuore possiede un pro-prio sistema nervoso (autonomo), il quale determina le contrazione del cuore tramite dei nodi (centri nervosi) che fungono da stimolatori cardiaci, il cuore infatti è definito un muscolo in-volontario. Il cuore determina esclusivamente il battito cardiaco. Il meccanismo di contrazione del cuore è reso possibile dalla contrazione/rilassamento simul-tanea degli atri e dei ventricoli: quando i due atri si contraggono i due ventricoli sono rilassati. Ecco il meccanismo in quattro passaggi: Diastole atriale: gli atri si riempiono (valvola tricuspide e bicuspide sono chiusi); Sistole atriale: gli atri si svuotano (il nodo senoatriale invia un messaggio al miocardio

atriale che in conseguenza si contrae e determina l’apertura delle valvole); Diastole ventricolare: i ventricoli si riempiono (le valvole atrioventricolari si richiudono); Sistole ventricolare: i ventricoli si svuotano (l’impulso precedente giunge al nodo atrioven-

tricolare che determina la contrazione dei ventricoli e di conseguenza l’apertura delle val-vole semilunari).

NB: diastole atriale e sistole ventricolare avven-gono contemporaneamente, come anche la si-stole atriale la diastole ventricolare. La frequenza dei battiti (ciclo completo, sangue passa dagli atri ai ventricoli) del cuore è normal-mente tra 60 e 80 volte al minuto. Ascoltando il

battito cardiaco, si riesce a individuare due suoni, uno corrisponde alla chiusura delle valvole atrioventricolari e l’altro alla chiusura delle valvole semilunari. Il cuore pompando sangue nelle arterie ne aumenta la pressione, questa ondata è identificabile toccando il polso. La pressione


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non è sempre la stessa: quando il cuore si contrae (sistole) la pressione raggiunge valori at-torno a 120 mmHg (≈ 16.000 Pa) e quando è rilassato (diastole) la pressione del sangue si trova attorno 80 mmHg (≈ 10.500 Pa). La pressione dipende principalmente dal volume di sangue nelle arterie (gittata cardiaca: volume di sangue pompato dal sangue ogni minuto), quando esso è alto anche la pres-sione risulterà elevata. La circolazione del sangue è definita doppia perché si compone da due circolazioni più piccole: quella polmo-nare (o piccola; cuore - polmoni - cuore) e quella sistemica (o grande; cuore - tessuti - cuore). In entrambe circola-zioni le vene arrivano al cuore e le arterie ne partono; il sangue ricco di ossigeno è detto sangue arterioso e quello ricco di anidride carbonica viene chiamato sangue venoso. Attenzione: nella piccola circolazione (polmonare) le vene trasportano sangue arterioso e le arterie trasportano sangue venoso.

Malattie

Malattie del sangue: Malaria: malattia causata da un parassita unicellulare che distrugge i globuli rossi; viene

trasmessa da particolari zanzare e si manifesta con febbre, anemia, tumefazione della milza e progressivo deperimento.

Anemie: carenze di emoglobina legate sia a perdita o deficiente produzione di globuli rossi, sia a diminuito contenuto di emoglobina sugli stessi. Cause: forti emorragie, malattie al midollo osseo, carenze alimentari.

Leucemia: tumore al sangue causato dall’eccessiva produzione di globuli bianchi anormali. Setticemia: infezione generale del sangue; Emofilia: malattia ereditaria che rende fragili i vasi sanguigni e poco coagulabile il sangue

(emorragie si formano più facilmente); AIDS: malattia causata da un virus che distrugge il sistema immunitario rendendo il pa-

ziente indifeso di fronte a infezioni e tumori. Malattie dei vasi: Embolia: ostruzione di un vaso sanguigno carenza di ossigeno e poi morte della parte

irrorata dal vaso ostruito. La trombosi è provocata dalla coagulazione all’interno del san-gue; il risultato è un infarto (morte dei tessuti nutriti dal vaso ostruito).

Parete di un vaso sanguigno indebolita il vaso si dilata la dilatazione aumenta la parete diventa meno resistente la pressione aumenta.

Arteriosclerosi: indurimento delle pareti arteriose con il progredire dell’età; causa l’innal-zamento della pressione, disturbi circolatori, turbe psichiche e predispone ad emorragie cerebrali.

Malattie del cuore: Infarto del miocardio: morte di parte dei tessuti del cuore a causa di trombosi delle coro-

narie, emorragia nella parete coronarica (rottura piccoli vasi che la nutrono), spasmo pro-lungato dell’arteria coronaria.

Angina pectoris: restringimento delle coronarie (vasi sanguigni attorno al cuore). Soffi: difetti alle valvole (imperfetta chiusura o restringimento dell’apertura).


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Allegato: principali processi chimici nel corpo umano

1) Nella bocca

Stato Iniziale Intermedio Finale Amido cotto Ptialina Maltosio Ptialina Glucosio

Osservazioni Polisaccaride (inso-

lubile in acqua)

La ptialina si trova nella saliva, la quale è prodotta

dalle ghiandole salivari. Disaccaride

Monosaccaride (solubile in acqua)

2) Nello stomaco

Stato Iniziale Finale

Pepsinogeno e acido cloridrico Pepsina

Osservazioni Queste sostanze sono prodotte dalle ghiandole presenti nella mucosa dello stomaco: il pepsinogeno dalle cellule

principali, mentre l’HCl dalle cellule parietali.

La pepsina è una proteasi che agisce sulle proteine; essa viene prodotta

solo quando necessario.

Stato Iniziale Finale Proteine Pepsina Peptidi

Osservazioni Essendo la pepsina un enzima che agisce sulle proteine, essa viene fabbricata solamente in presenza di proteine da trasformare, dato

che potrebbe causare la distruzione della parete dello stomaco.

Peso molecolare minore rispetto

alle proteine.

Stato Iniziale Finale Grassi emulsionati Lipasi gastrica Glicerina e acidi grassi

Osservazioni

3) Nell’intestino tenue

Stato Iniziale Finale Proteine e peptidi Tripsina Amminoacidi

Osservazioni La tripsina fa parte del succo pancreatico

e viene quindi prodotta dal pancreas. Gli amminoacidi sono i mono-

meri delle proteine.

Stato Iniziale Intermedio Finale

Grassi non

emulsionati Bile

Grassi emul-sionati

Lipasi pan-creatica

Glicerina e acidi grassi

Osservazioni

La bile è prodotta dalla fegato e immagazzinata

nella cistifellea; essa giunge nel duodeno tra-

mite i dotti biliari.

I grassi vengono emulsionati per aumentarne la superficie d’at-tacco per gli en-

zimi.

La lipasi pan-creatica è pro-dotta dal pan-

creas.

Stato Iniziale Intermedio Finale Amidi Amilasi Maltosio Maltasi Glucosio

Osservazioni L’amilasi è prodotta dal pan-

creas (succo pancreatico). Disaccaride Monosaccaride

Stato Iniziale Finale Acidi nucleici Nucleasi Singolo nucleotidi

Osservazioni La nucleasi è prodotta sia dal pancreas, sia dalle cellule della mucosa (succo enterico)


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6. SISTEMA CIRCOLATORIO LINFATICO

Il sistema linfatico è strettamente legato a quello sanguigno e svolge le seguenti funzioni: Mantenimento dell’ambiente idrico interno e drenaggio di liquidi eccedenti nei tessuti; Trasporto e difesa (purificazione linfa, produzione e circolazione dei linfociti). Componenti: linfa, vasi linfatici, linfonodi, milza, timo, tonsille, midollo osseo e appendice.

Liquido interstiziale e linfa

Il liquido interstiziale è una sostanza acquosa che circonda le cellule e contiene ossigeno, ac-qua, sostanze nutrienti e scarti delle cellule; esso si forma dopo la filtrazione nei capillari e ritorna (per osmosi) al sangue tramite i capillari venosi. La composizione assomiglia al plasma, tuttavia non contiene proteine e globuli rossi. La linfa, invece, è la parte di liquido interstiziale che dopo la filtrazione non torna subito al sangue, ma ne farà ritorno mediante i vasi linfatici. La linfa contiene tanti lipidi, proteine e globuli bianchi e deriva principalmente dall’intestino tenue e dal fegato.

Vasi linfatici

I vasi linfatici scorrono parallelamente alle vene, ma co-stituiscono un sistema indipendente. I capillari linfatici (aperti alle estremità) sono attaccati a tutte le cellule del corpo, infatti il sistema linfatico è detto aperto (linfa en-tra ed esce dai vasi). La linfa si forma in seguito al rilascio di plasma dai capillari arteriosi (alta pressione) che si dif-fonde nei spazi intercellulari. In questo liquido (interstiziale) avvengono gli scambi di cessione delle sostanze nutritive e la raccolta di quelle di rifiuto che giungeranno al sistema circolatorio sanguigno in due modi: assorbimento diretto dai capillari venosi oppure raccolto dai vasi lin-fatici (essendo aperti alle estremità). La linfa poi seguirà questo percorso: capillare linfatico vasi più grandi dotto toracico o dotto linfatico destro vene succlavie vena cava supe-riore. La linfa procede nei vasi grazie ai seguenti meccanismi: contrazione del tessuto musco-lare liscio dei vasi più grandi, compressione dei vasi di muscoli scheletrici che li circondano, muscoli respiratori (vasi nella cavità toracica). Inoltre i vasi linfatici sono dotati di valvole a nido di rondine. L’alta permeabilità dei vasi linfatici permette loro di trasportare anche mole-cole grosse, infatti è l’unico modo per le proteine di tornare nel sistema circolatorio sanguigno. Grassi e altre sostanze vengono assorbiti nell’intestino tenue grazie ai vasi chiliferi (linfatici).

Linfonodi

I linfonodi sono organi disposti lungo i vasi, prima dell’arrivo alle vene succlavie; funzioni: Produrre e immaganizzare linfociti (GB specializzati nell’eliminazione di microorganismi

ostili); Filtrare la linfa prima che questa rientri del sangue (eliminano cellule morte, particelle

estranee, come batteri, fagocitati dai linfociti). Essi si trovano ovunque, soprattutto sotto le orecchie, nelle ascelle e nell’inguine.


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Organi specializzati

Lungo il sistema linfatico ci sono organi dedicati alla produzione e purificazione della linfa: Tonsille: costituite da tessuto linfoide che forma un anello protettivo nella mucosa della

cavità boccale e nella faringe prima linea di difesa dall’esterno. Milza: organo più grande del sistema linfatico; svolge le seguenti funzioni: o Difesa (eliminazione di microorganismi dannosi); o Emopoiesi (produzione di speciali globuli bianchi); o Emolisi (distruzione di GR invecchiati e piastrine imperfette); o Riciclaggio dei GR (ricavano ferro e globina dall’emoglobina midollo osseo e fegato); o Riserva di sangue

Timo: organo linfatico, esteso nel feto e nei bambini e piccoli negli adulti; in esso maturano i linfociti T che svolgono un ruolo importante nella difesa dell’organismo ( sist. immun.).

Malattie

Edema: accumulo di linfa nei tessuti deficiente riassorbimento da parte del sistema lin-fatico gonfiore pallido;

Elefantiasi: blocco dei vasi linfatici inferiori vistoso ingrandimento; Tonsillite: infiammazione delle tonsille a causa di batteri o virus.

7. SISTEMA IMMUNITARIO

Infezione

L’infezione è la penetrazione e la riproduzione all’interno di un organismo di microorganismi di varia natura (batteri, virus, protozoi, miceti). Le conseguenza che porta un’infezione variano in relazione alla capacità di aggressione dell’agente patogeno e alla possibilità di difesa dell’or-ganismo infettato; l’infezione può quindi decorrere senza manifestazioni (infezione asintoma-tica) o con sintomi e segni di malattia (malattia infettiva). Le condizioni per un’infezione sono: la presenza di un agente patogeno, una fonte di infezione (es. uomo malato), un veicolo di trasmissione (es. aria), un ospite suscettibile (individuo con insufficienti difese).

Immunità non specifica

L’immunità non specifica comprende vari meccanismi di difesa contro agenti non specifici, agisce in modo generale contro qualsiasi elemento non riconosciuto, cioè non appartenente all’organismo. È un sistema che possediamo fin dalla nascita e i meccanismi sono molti e vari. Si suddivide in difese esterne e interne: 1. Difese esterne Cercano di impedire la penetrazione dell’agente patogeno all’interno dell’organismo attra-verso barriere meccaniche e producendo sostanze chimiche. Ecco la tabella riassuntiva.

Meccanismo di difesa Funzione

Cute (pelle) Impedisce l’entrata di sostanze estranee e microorganismi nel corpo.

Secrezioni acide Inibiscono la crescita batterica sulla cute

Secrezioni mucose Intrappolano i batteri e altri patogeni nelle vie respiratorie e nell’apparato dige-rente (es. bocca e faringe, che ospitano molti germi)


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Secrezione lacrimale, nasale e saliva Agiscono da detergenti allontanando continuamente i microorganismi. Inoltre contengono l’enzima lisozima che attacca le pareti cellulari di molti batteri.

Peli delle narici Oltre al muco e allo starnuto, anche i peli permettono di allontanare i microrga-nismi e le sostanze estranee dall’apparato respiratorio.

Ciglia Spingono verso l’esterno il muco e il materiale intrappolato.

Succhi gastrici L’acido cloridrico concentrato uccide i patogeni che arrivano dal tubo digerente

nello stomaco. Tuttavia, la maggior parte dei batteri intestinali fanno parte della flora normale (esempio: E. Coli) che fornisce un beneficio all’ospite.

Ambiente acido della vagina Limita la crescita di funghi e batteri nelle vie genitali femminili.

2. Difese interne In caso che l’agente patogeno ha superato le prime barriere di difesa, l’organismo è in grado di opporre all’infezione altri sistemi più complessi, comprendenti la secrezione di proteine di-fensive e cellule in grado di fagocitare. Il sistema del complemento: circa venti proteine che si attivano a cascata di reazioni chimi-

che (ogni proteina attiva la successiva); si attaccano ai microbi permettendo ai fagociti di riconoscerli e distruggerli, inoltre, durante l’infiammazione attraggono i fagociti;

Gli interferoni: diversi tipi di cellule che, se invase da virus, sintetizzano la proteina interfe-rone, la quale interferisce con la capacità del virus di provocare la malattia (moltiplicazione)

I fagociti: diversi tipi di globuli bianchi che circolano nel sangue e nella linfa, quando avviene un’infezione, escono dai vasi ed entrano nel tessuto infiammato, ingerendo i patogeni;

I linfociti killer: globuli bianchi specifici in grado di uccidere diversi tipi di cellule, hanno un’ampia azione, talvolta sono talmente aggressivi che uccidono anche cellule dell’organi-smo stesso.

L’infiammazione: meccanismo di difesa più importante in risposta al danneggia-mento di un tessuto; essa contrasta mi-croorganismi, tossine e sostanze estra-nee, prevenendo alla loro diffusione e predisponendo la riparazione della le-sione; segnali: arrossamento, dolore, ca-lore, gonfiore. I tessuti danneggiati at-traggono mastociti, i quali liberano ista-mina che aumentano la circolazione san-guigna e la permeabilità delle pareti dei vasi sanguigni. Le proteine del complemento fuoriescono dai capillari e attraggono fagociti, che iniziano a inglobare i patogeni e le cellule morte e producono diverse citochine che segnalano al cervello di aumentare la temperatura corporea (ostacola la proliferazione dei patogeni e accelera le reazioni dei processi di riparazione). Contemporaneamente avviene la coagulazione del sangue. Infine si forma il pus (cellule morte).

Immunità specifica

Alcuni patogeni, molto aggressivi, riescono talvolta a superare le prime barriere di difesa del nostro corpo (immunità non specifica), facendo entrare in gioco l’immunità specifica. Questa agisce contro il specifico patogeno e dirige l’attività contro quel agente; la difesa specifica fa uso di speciali globuli bianchi (linfociti B e T) che si attivano in seguito a un contatto con l’agente patogeno. Più precisamente il linfocita si lega all’antigene della cellula estranea o vi-rus, riconoscendolo come non self, cioè non prodotto dall’organismo. Quindi possiamo dire


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che il nostro sistema immunitario si basa su un sistema biochimico di riconoscimento degli antigeni propri; se il linfocita riconosce l’antigene come self, non succede nulla, mentre se riconosce l’antigene come non self, si attiva la risposta immunitaria. Il riconoscimento dell’an-tigene avviene grazie a dei recettori presenti sulle membrane dei linfociti. L’ampia varietà di recettori è garantita da mutazioni che avvengono durante la maturazione del linfocita, al cui termine il linfocita è immunocompetente. Il legame dell’antigene (patogeno) con il recettore attiva la proliferazione del linfocita (sia B che T), producendo: plasmacellule (eliminano gli in-vasori e poi muoiono) e cellule della memoria (risposta immunitaria secondaria, mantengono la capacità di differenziarsi in plasmacellule e cellule della memoria). Grazie a quest’ultime il nostro corpo mantiene per sempre, in seguito a una prima infezione combattuta con successo, le informazioni su come eliminare il patogeno in questione e così, se avviene una seconda infezione, il nostro corpo sarà in grado di rimuovere immediatamente l’agente estraneo. 1. Immunità umorale (linfociti B) L’immunità umorale agisce negli spazi tra le cellule (extracellulari) tramite i linfociti B. Questi, una volta riconosciuto un antigene non self, si trasformano in plasmacellule e cellule della memoria; le plasmacellule poi producono gli anticorpi (presenti negli umori dell’organismo o nel siero) che si legano con l’antigene patogeno, segnalando ai linfociti e ad altri globuli bianchi di fagocitarli. Come già detto prima, la produzione di cellule della memoria velocizzano la ri-posta immunitaria in caso di una seconda infezione, impedendo di provocare danni impor-tanti. Un aspetto molto significativo del sistema immunitario è la capacità di produrre una varietà impressionate di anticorpi, teoricamente capaci di riconoscere ogni antigene non self. 2. Immunità cellulare (linfociti T) L’immunità cellulare agisce all’interno delle cellule tramite i linfociti T, questi sono specifici per l’antigene patogeno e circolano nel sangue. Esistono diversi tipi di linfociti T: Linfociti killer (cellule T citotossiche) Linfociti T helper: i più importanti e numerosi, poiché regolano tutte le risposte immunita-

rie; quando si legano all’antigene patogeno: o Stimolano la produzione di linfociti B (plasmacellule e cellule della memoria); o Si dividono per mitosi dando origine a cellule della memoria; o Secernano linfochinine, le quali sono indispensabili per l’attivazione di diverse cellule del

sistema immunitario (linfociti killer e linfociti T soppressori); Linfociti T soppressori: regolano l’attività delle altre cellule, impedendo reazioni eccessive. La formazione dei linfociti avviene nel midollo osseo da cellule staminali totipotenti, dove av-viene la prima differenziazione delle cellule: cellule mieloidi (danno origine a GR, alcuni tipi di GB e piastrine) e cellule linfoidi (danno origine ai linfociti; alcune migrano verso il timo linfociti T; quelle rimanenti formano i linfociti B, da bone).


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Anticorpi

Gli anticorpi sono proteine della famiglia delle immu-noglobuline, formate da lunghe catene di amminoa-cidi. Tutti anticorpi hanno in comune di avere quattro catene polipeptidiche, due catene pesanti e due leg-gere; ciascuna di esse si ri-piega dando origine, nel complesso, a una forma a Y. Inoltre, entrambi tipi di catene possiedono delle regioni costanti e variabili; quella variabile è composta da una sequenza di amminoacidi variabile, per cui ogni anticorpo a un sito combinante diverso, capace di legarsi con l’antigene specifico. Gli anticorpi agiscono in tre modi diversi: si legano agli antigeni segnalando ai globuli bianchi di fagocitarli, si fissano sulla membrana del corpo estraneo alterandone il metabolismo, si combinano con le molecole del complemento redendo più efficace l’azione sull’antigene.

Suscettibilità all’infezione

La suscettibilità all’infezione dipende principalmente da: Precedente contatto con l’antigene patogeno e la conseguente acquisizione di un’immu-

nità naturale o artificiale (es. vaccinazioni); Condizioni generali di salute (es. AIDS: distrugge i linfociti T helper).

8. SISTEMA RIPRODUTTIVO

Apparati genitali dell’uomo

I sistemi riproduttivi, femminili e maschili, sono molto simili: entrambi possiedono le gonadi, necessari per la produzione di gameti, e dei condotti; la donna possiede inoltre l’utero.

1. Apparato riproduttivo maschile

Testicoli Gonadi maschili, si trovano in un sacco di pelle (scroto) e sono formati da tubuli seminiferi; producono: spermatozoi e testosterone.

Spermatozoi Gameti maschili, prodotti dai tubuli seminiferi (500 metri).

Epididimo Struttura in cui avviene il completamento della maturazione degli sper-matozoi.

Dotti deferenti Strutture che partono dall’epididimo (trasporto di spermatozoi).

Uretra Struttura in cui arrivano i dotti deferenti.

Ghiandole Vescicola seminale, ghiandola prostatica e di Cowper; producono il li-quido seminale.

Liquido seminale Protegge e nutre gli spermatozoi garantendo la loro sopravvivenza; agi-sce anche come soluzione tampone (ph costante).

Sperma Spermatozoi + liquido seminale

Pene Organo che garantisce il deposito dello sperma nel corpo della donna.


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Corpi cavernosi Parti interne del pene, formati da tessuti spugnosi e vasi sanguigni.

Glande Estremità anteriore del pene, ricoperta dal prepuzio.

Prepuzio Piega cutanea che copre l’orifizio limitando l’entrare di microorganismi.

Dopo la maturazione, gli spermatozoi si accumulano nella vescicola semi-nale, la quale si svuota durante l’eia-culazione, dando origine allo sperma che oltrepassa, tramite l’uretra, il pene per fuoriuscire dal corpo. Lo spermatozoo è formato da una te-sta, contenete il nucleo (aploide), un collo, nel quale sono presente molti mitocondri (forniscono energia al fla-

gello) e da un flagello (o coda), che serve allo raggiungimento dell’ovulo nel corpo della donna; inoltre, sulla punta dello spermatozoo, c’è l’acrosoma, un lisosoma che permette di dissolvere la membrana dell’ovulo al momento della fecondazione.

2. Apparato riproduttivo femminile

Ovaie Gonadi femminili, producono gli ovuli e sono formati da tanti piccoli orga-nelli chiamati follicoli ovarici.

Ovuli Gameti femminili.

Tube ovariche Strutture che permettono il passaggio dell’ovulo nell’utero; la feconda-zione avviene a livello delle tube ovariche, dove si forma uno zigote che si sposta nell’utero (processo embrionale); se la fecondazione non avviene l’ovulo degenera oppure viene espulso dalla vagina.

Fimbria Parte terminale delle tube ovariche, convogliano l’ovulo verso l’utero.

Utero Struttura che serve allo sviluppo embrionale, ha parati con muscoli potenti (espulsione feto) ed elastiche (sviluppo dell’embrione).

Vagina Collega l’utero con l’esterno, nelle sue pareti ci sono ghiandole che secer-nono un liquido durante l’eccitazione, esso è lubrificante e facilita la pe-netrazione e il passaggio degli spermatozoi verso l’utero.

Vulva Protegge l’apertura della vagina, composta da: labbra e clitoride (organo erogeno).

Imene Membrana che protegge parzialmente l’orifizio vaginale; si lacera durante il primo rapporto sessuale.

La stimolazione tattile delle zone erogene della donna portano all’erezione nell’uomo, la quale può avvenire anche a causa di sti-molazioni visive o olfattive, oppure anche da esperienze piacevoli memorizzate; al contrario, esperienze negative possono portare all’impotenza o a un blocco. Durante il rapporto sessuale c’è an-che l’aspetto psichico del piacere: aumentano le sensazioni emo-tive, il ritmo cardiaco e la circolazione sanguigna; il cervello libera endorfine, i quali possono aumentare la resistenza al dolore e creano un sensazione di piacere. Inoltre il sistema nervoso e or-monale controllano e regolano la produzione di gameti.


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Oogenesi

L’oogenesi è il processo che forma, a partire dall’oogonio (primitiva cellula sessuale femmi-nile), un uovo maturo (ovulo); avviene nelle ovaie secondo questi stadi. Prima della nascita (periodo fetale): oogoni (mitosi) oociti primari (profase I della

meiosi) oocita primario diploide; Periodo della fanciullezza (nascita - pubertà): attorno ad ogni oocita primario si sviluppa

uno strato epiteliale (cellule follicolari), costituendo il follicolo primario; questo strato for-nisce agli oociti sostanze nutritive. Tale fase avviene fino alla pubertà ( periodo fecondo).

Età della riproduzione: solo 300-400 degli oociti primari raggiungono la maturità, uno alla volta ogni 28 giorni (nella fase che va dalla pubertà alla menopausa). L’ipofisi secerne l’or-mone FSH maturazione delle cellule follicolari follicolo secondario (migrano poi verso le ovaie). Riprende la meiosi interrotta dell’oocita primario nel follicolo oocita seconda-rio, follicolo terziario e corpuscolo polare. La meiosi si arresta fino al momento dell’ovula-zione, la quale causerebbe la rottura del follicolo e la migrazione dell’oocita nelle tube, dove può essere fecondato. Dopo l’ovulazione il follicolo si trasforma in corpo luteo, che secerne l’ormone progesterone, il quale stimola la crescita dell’utero e lo sviluppo della placenta. Infine, l’ovulazione avviene attorno al 14° giorno del ciclo mestruale.

Ciclo ovarico (mestruale)

Il ciclo ovarico (dalla pubertà alla menopausa) ha lo scopo di produrre un ovulo, predisporre l’utero ad accogliere un eventuale embrione e preparare l’organismo della madre alla gravi-danza. Esso è regolato dall’ipotalamo (centro di controllo autonomo ed endocrino nel cer-vello), che, al momento opportuno, libera il fattore di rilascio, che stimola l’ipofisi per la pro-duzione e il rilascio di ormoni (FSH e LH); questi giungeranno agli organi bersaglio, avverten-dogli di produrre ormoni (estrogeni e progesterone).

Gli estrogeni provocano l’ispessimento dell’endometrio (parete dell’utero) e lo sviluppo dei caratteri sessuali secondari; invece il progesterone provoca l’ispessimento dell’endometrio e ne impedisce lo sfaldamento. Ecco le fasi del ciclo mestruale (che dura circa 28 giorni). 1. Fase follicolare

L’inizio del ciclo è segnato dal flusso mestruale, cioè quando la parete uterina emette sangue attraverso la vagina. I livelli ormonali in questo momento sono ancora bassi. Dopo qualche giorno il follicolo inizia a maturare sotto l’influenza di FSH e LH e si ingrossa, liberando estro-geni che stimolano la ricostruzione dell’endometrio.

2. Fase ovulatoria

Il rapido aumento di estrogeni (verso metà ciclo) porta ad un aumento di LH e FSH, il quale induce l’ovulazione: il follicolo libera l’oocita nelle tube; da questo momento in poi (per 36 ore) la donna può rimanere incinta, se uno spermatozoo raggiunge l’oocita.

Ipotalamo Fattore di rilascio

Ipofisi FSH e LH Corpo luteo

e follicolo Estrogeni e progesterone


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3. Fase luteinica (o di secrezione)

Il follicolo rimasto nelle ovaie forma il corpo luteo, il quale produce soprattutto progesterone (e quantità minori di estrogeni) che stimolano un’ulteriore sviluppo dell’utero in prospettiva di una gravidanza. Se durante le 36 ore: Non avviene la fecondazione dell’ovulo: l’oocita degenera e il corpo luteo è riassorbito;

diminuisce il livello di estrogeni e progesterone mestruazione (il ciclo ricomincia). Avviene la fecondazione: lo zigote va nell’utero inizia lo sviluppo embrionale. Il corpo

luteo non degenera subito, ma fornisce estrogeni e progesterone fino a quando subentra la placenta a compiere questa funzione.

L’inizio del ciclo mestruale segna l’inizio della pubertà (caratteri sessuali secondari aumen-tano) e quindi del periodo in qui la donna può rimanere in cinta, che si protrae fino alla meno-pausa, quando tutti gli oociti sono esauriti e si blocca definitivamente lo sviluppo follicolare. Infine, la durata del ciclo e il momento in cui avviene l’ovulazione possono variare.

Spermatogenesi

L’uomo, a differenza della donna, produce gameti (dalla pubertà) fino alla vecchiaia. I gameti maschili (spermatozoi) sono prodotti nei tubuli seminiferi dei testicoli, seguendo questa diffe-renziazione: spermatogoni (diploidi) spermatociti primari spermatidi (aploidi) sper-matozoi. Quest’ultimi hanno una durata di vita maggiore rispetto agli ovuli, circa 2 - 5 giorni. Come per la donna, anche nell’uomo l’ipotalamo svolge un ruolo fondamentale.

L’aumento del testosterone segnala all’ipotalamo di ridurre la secrezione di FSH e LH, dimi-nuendo a sua volta la produzione di testosterone nei testicoli; viceversa, la diminuzione di testosterone segnala all’ipotalamo di aumentare la secrezione di ormoni FSH e LH. FSH: ormone follicolo stimolante; LH: ormone luteinizzante.

Ipotalamo Fattore di rilascio

Ipofisi FSH e LH

Testicoli Testosterone

Spermatozoi e caratteri secondari


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Fecondazione

L’ovulo, espulso dalle ovaie, si dirige verso l’utero, durante questo tragitto può incontrare (se avviene un rapporto sessuale e quindi l’inseminazione) mi-gliaia di spermatozoi, i quali cercano di entrare nell’ovulo e fecondarlo. Lo spermatozoo che per prima riesce a penetrare nell’ovulo, grazie all’azione dell’enzima acrosoma, mette in atto meccanismi che impediscono ad altri spermatozoi di fare la medesima cosa. Lo spermatozoo rilascia all’interno dell’ovulo il suo nucleo per fonderlo con quello femminile, dando origine a una cellula diploide (gamete + gamete = zigote), un nuovo individuo; da questo momento inizia lo sviluppo embrionale.

Sviluppo embrionale

Lo sviluppo embrionale è l’insieme di tutti i fenomeni subiti dall’embrione dal momento della sua costituzione (la fecondazione); può essere suddiviso in modo seguente. Fase di segmentazione Dopo 20 - 36 ore iniziano un serie di mitosi, durante le quali le cellule, tenute assieme grazie a una membrana (la sua rottura provoca la formazione di gemelli), viaggiano lungo le tube ovariche. Tutte queste cellule sono ancora pluripotenti, cioè non si sono differenziate. Dopo 4 giorni si raggiunge lo stadio di morula (solida massa di cellule), la quale si sviluppa ulterior-mente dando origine alla blastula (blastomeri + blastocele). In questa prima fase, l’embrione preleva le sostanze necessarie dal liquido che lo avvolge (è metabolicamente autonomo). Tra-scorsi 7 giorni, l’embrione giunge all’utero, dove aderisce all’endometrio; i blastomeri si svi-luppano, formando la placenta, il cordone ombelicale, il sacco amniotico (protezione) e quello vitellino (produzione di GR), mentre altre cellule formano il polo animale (precursore dell’em-brione). Tre giorni dopo l’adesione è completato l’impianto. Fase di gastrulazione

Dopo 9 giorni, l’embrione si riorganizza (blastula gastrula). Le cellule si differenziano, du-rante il cui processo i blastomeri formano una invaginazione (che darà origine all’ano), detta blastoporo. I movimenti cellulari danno origine a tre strati di tessuto embrionale (foglietti em-brionali): ectoderma (esterno), mesoderma (nel mezzo) ed endoderma (interno). Da qui in poi le cellule seguono un certo percorso di sviluppo, che trasmettono alle cellule figlie. Fase di morfogenesi od organogenesi (formazione degli organi) Dai tre foglietti embrionali si sviluppano i diversi tessuti del corpo umano, un parte dell’ecto-derma - per esempio - diventa la pelle e una parte del mesoderma si sviluppa formando le ossa. Alle fine del secondo mese l’embrione acquista sembianze umane, infatti da lì in poi viene chiamato feto (anche se pesa solamente un grammo ed è lungo 3 centimetri).


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Formazione della placenta

La placenta è una struttura spugnosa ricca di vasi san-guigni grazie alla quale avvengono gli scambi di nutri-menti, gas e scorie, tra embrione e madre. Essa si forma dopo l’adesione della blastocisti all’utero. Per fare ciò la blastula forma un circolo di vasi sanguigni (villi coriali), che si estendono all’interno dell’endometrio, crescendo assieme ai vasi materni, costituendo così la placenta. Dopo 4 settimane dal concepimento le due circolazioni si uniscono e grazie alla diffusione avvengono i passaggi di sostanze (non si mischiano i due tipi di sangue), quindi da qui in poi l’embrione trae supporto vitale dalla mamma. Quest’ultima fornisce all’embrione le sostanze nutritive ed elimina le sue scorie. Il collegamento tra madre e figlio è garantito dal cordone ombelicale.

Tessuti del corpo umano Sistemi del corpo umano · zazione sono: tessuto (gruppo di cellule simili...

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