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Organizzazione gerarchica e tessuti
L’ORGANIZZAZIONE GERARCHICA NEGLI ORGANISMI ANIMALI 1 L’anatomia descrive le strutture di un organismo Ana-tomè (taglio) = arte di esaminare tessuti animali animali e vegetali mediante dissezione La fisiologia spiega le funzioni di quelle strutture Fysis = natura ; Logos= discorso 2 La forma le funzioni di un animale sono il risultato di un processo di selezione naturale 3 La selezione naturale rielabora elementi anatomici preesistenti adattandoli alle nuove esigenze dettate dall’ambiente 4 Spesso, quando organismi diversi si trovano ad affrontare le stesse sfide ambientali la selezione naturale trova soluzioni analoghe, plasmando adattamenti simili Nautilus, chiocciola, pecten, seppia 5 Anatomia e fisiologia mettono in correlazione forma e funzioni di una struttura biologica alla luce della sua possibile origine evolutiva 6 Il corpo degli animali è organizzato in livelli gerarchici Nel mondo vivente, le strutture sono organizzate in una gerarchia di livelli inclusi l’uno nell’altro A. Cellula B. Tessuto C. Organo D. Sistema di organi o apparato E. Organismo A Livello di cellula Cellula muscolare 8 A Livello di cellula Cellula muscolare B Livello di tessuto Tessuto muscolare 9 A Livello di cellula Cellula muscolare B Livello di tessuto Tessuto muscolare C Livello di organo Cuore 10 A Livello di cellula B Livello di tessuto Tessuto muscolare Cellula muscolare C Livello di organo D Livello di sistema di organi Cuore Sistema circolatorio 11 A Livello di cellula Cellula muscolare B Livello di tessuto Tessuto muscolare C Livello di organo Cuore D Livello di sistema di organi Sistema circolatorio E Livello di organismo Molti sistemi di organi che interagiscono tra loro 12 Suddivisione e gerarchia Alla base dell’organizzazione c’è la cellula. Poi ci sono i tessuti, un insieme di cellule che svolgono la stessa funzione. Quindi abbiamo gli organi, diversi tipi di tessuto uniti e coordinati. Infine gli organi che cooperano sono organizzati in sistemi o apparati. Il sistema è una unità monofunzionale formata da tessuti omogenei con la stessa origine embriologica; l’apparato invece ha un’origine embriologica e istologica differente. 13 Suddivisione e gerarchia 14 Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012 15 I tessuti del corpo umano Tipo di cellule staminali Danno origine a Caratteristiche Totipotenti Tutti i tipi di tessuto, compresi gli annessi embrionali (per esempio, il sacco amniotico) Si trovano nei primi stadi dell’embrione Pluripotenti Tutti i tipi di tessuto, ma non Sono le cellule del feto e del agli annessi embrionali cordone ombelicale Multipotenti Alcuni tipi di cellule specializzate Nel midollo osseo forniscono sia globuli rossi che globuli bianchi Unipotenti Un solo tipo di cellule specializzate In gravidanza, per esempio, queste cellule accrescono le ghiandole mammarie 17 L'istologia dal greco istos, tela e logia,da logos, discorso E’ la disciplina scientifica che studia i tessuti vegetali e animali I tessuti sono costituiti da cellule con struttura e funzioni comuni Le cellule di un tessuto sono uguali tra loro e hanno forma e strutture adatte per svolgere funzioni specifiche 18 I tessuti sono gruppi di cellule con struttura e funzioni comuni Negli animali sono presenti quattro tipi principali di tessuto Tessuto epiteliale (epi= sopra, thelè=capezzolo) Tessuto connettivo Tessuto muscolare Tessuto nervoso Il tessuto epiteliale riveste la superficie esterna del corpo, le cavità interne e gli organi I diversi tipi di tessuto epiteliale prendono il nome in base a Numero di strati cellulari di cui sono costituiti − Semplice: unico strato − Stratificato: più strati − Pseudostratificato: come il semplice, ma sembra stratificato Forma delle cellule presenti sulla superficie libera − Squamoso: cellule piatte − Cubico − Cilindrico 20 Membrana basale (matrice extracellulare) Superficie libera dell’epitelio Nuclei delle cellule Tessuto sottostante A Epitelio squamoso semplice (rivestimento interno degli alveoli polmonari) D Epitelio cilindrico pseudostratificato ciliato (rivestimento interno delle vie respiratorie) B Epitelio cubico semplice (struttura di un tubulo renale) C Epitelio cilindrico semplice (rivestimento interno dell’intestino) E Epitelio squamoso stratificato (rivestimento interno dell’esofago) 21 Il tessuto connettivo collega tra loro tutti gli altri tessuti e li sostiene I tessuti connettivi vengono distinti in sei tipi principali − Tessuto connettivo lasso: la sua matrice è costituita da una trama larga di fibre − Tessuto connettivo fibroso: possiede una matrice costituita da fasci paralleli di fibre di collagene addossati l’uno all’altro − Tessuto adiposo: accumula il grasso in grandi cellule sferiche disposte molto vicine le une alle altre 22 8.5 Il tessuto connettivo collega tra loro tutti gli altri tessuti e li sostiene − Tessuto cartilagineo: forma una sorta di materiale scheletrico, molto resistente ma flessibile − Tessuto osseo: possiede una matrice di fibre di collagene immerse in una sostanza minerale dura composta da sali di calcio, magnesio e fosforo − Sangue: la sua matrice extracellulare, il plasma, è liquida, si tratta di una soluzione acquosa in cui sono disciolti sali e proteine 23 Gocciole di grasso Cellule di cartilagine C Tessuto adiposo Matrice Nucleo cellulare D Cartilagine (parte terminale di un osso) Fibre di collagene B Tessuto connettivo fibroso (tendini e legamenti) Fibra Cellula Canale centrale Globuli bianchi Matrice di collagene Fibre elastiche Globulo rosso A Tessuto connettivo Lasso (strato sottocutaneo) E Osso Cellule che formano l’osso Plasma F Sangue 24 8.6 Il tessuto muscolare permette il movimento Il tessuto muscolare è costituito da fasci di cellule allungate chiamate fibre muscolari − Tessuto muscolare scheletrico: si ancora alle ossa per mezzo dei tendini ed è responsabile dei movimenti volontari del corpo − Tessuto muscolare cardiaco: forma il tessuto contrattile del cuore − Tessuto muscolare liscio: è privo di striature ed è responsabile dei movimenti involontari del corpo 25 Unità muscolare contrattile Fibra muscolare Fibra muscolare Giunzione tra due cellule Nucleo Nucleo Fibra muscolare Nucleo B Muscolo cardiaco A Muscolo scheletrico C Muscolo liscio 27 Il tessuto nervoso forma una rete di comunicazione L’unità strutturale e funzionale del tessuto nervoso è la cellula nervosa o neurone, specializzata nella conduzione di impulsi elettrici Le cellule di sostegno della glia circondano e isolano gli assoni, e nutrono i neuroni 28 29 Neuroni sensoriali: ricevono informazioni dalla periferia e la trasmettono al SNC. Neuroni motori: trasmettono dal sistema nervoso agli effettori. Interneuroni: formano interconnessioni tra due o più neuroni del SNC. 30 Gli organi sono formati dall’insieme di più tessuti Un organo è un insieme di due o più tessuti che collaborano per svolgere un compito preciso Il cuore, per esempio, è costituito da tessuto muscolare, tessuto epiteliale, connettivo e nervoso – Il tessuto epiteliale riveste le camere cardiache – Il tessuto connettivo conferisce elasticità al cuore e rafforza le sue pareti – I neuroni regolano il ritmo di contrazione della muscolatura cardiaca 31 Intestino tenue Lume Lume Tessuto epiteliale (epitelio cilindrico) Tessuto connettivo Tessuto muscolare liscio (2 strati) Tessuto connettivo Tessuto epiteliale 32 Tessuti e organi artificiali una terapia d’avanguardia COLLEGAMENTO salute Tessuto epiteliale cresciuto in laboratorio − Vittime di gravi ustioni − Diabetici affetti da ulcere della pelle Nel 2006 è stato effettuato il primo trapianto di organi creati in laboratorio − Vesciche, cresciute a partire da cellule prelevate direttamente dai pazienti, in modo da ridurre il rischio di rigetto 33