Guida introduttiva all’apparato locomotore

Quando parliamo di apparato locomotore intendiamo quel sistema complesso costituito da ossa, muscoli e sistema nervoso deputati all’attivazione, alla gestione e al controllo muscolare e quindi al movimento.

Apparato locomotore: il tessuto osseo

Il tessuto osseo costituisce una parte dell’apparato locomotore ed è il punto di ancoraggio per i tendini dei muscoli. Inoltre il tessuto osseo forma delle strutture fondamentali: le ossa.

Le ossa sono divise in 3 categorie principali a seconda della loro forma:

1. Quelle costituite da due epifisi – le estremità – e uno spazio tra queste definita diafisi, di fatto la parte centrale della struttura, sono chiamate ossa lunghe, un esempio è l’omero;
2. Le ossa corte con una forma simile alle vertebre che costituiscono la colonna vertebrale;
3. Quelle ossa dove le componenti di “larghezza” e “spessore” prevalgono sulla lunghezza sono chiamate ossa piatte, un esempio è lo sterno.

Apparato locomotore: istologia dell’osso

Le ossa sono la sede di diversi processi biologici fondamentali. Pertanto, pensare che l’osso sia inanimato è assai lontano dalla realtà dei fatti. Il tessuto osseo è vivo infatti si rinnova tutti i giorni della nostra vita e subisce importanti cambiamenti in funzione dell’età, del sesso, delle patologie e del grado e del tipo di allenamento svolto.

L’osso possiede inoltre proprietà meccaniche in termini di durezza e resistenza alla compressione e alla torsione. Inoltre è costituito da popolazioni di cellule che ogni giorno si adoperano per rinnovare questo tessuto, grazie all’aiuto di messaggeri che ne indirizzano il lavoro: gli ormoni.

L’osso è composto da una parte spugnosa e una parte compatta. Al microscopio la sua struttura comprende osteoni, al centro dei quali sono presenti vasi sanguigni che hanno la funzione di nutrire tale tessuto. L’osteone rappresenta l’unità funzionale del tessuto osseo compatto. 

Apparato locomotore: il rimodellamento osseo

Le cellule che garantiscono il rinnovamento di tale tessuto sono due tipologie di cellule:

• OSTEOBLASTI
• OSTEOCLASTI

Gli osteoblasti sono deputati alla costruzione dell’osso. Immaginiamo che siano tanti piccoli muratori disseminati su tutta la superficie dell’osso che sono specializzati nella costruzione di nuova matrice ossea. Ormoni quali la calcitonina prodotta dalla nostra tiroide, permette di stimolare l’attività di queste cellule.

Gli osteoclasti invece sono deputati alla distruzione dell’osso, necessari affinché avvenga il rinnovamento ed il rimodellamento del tessuto osseo e per garantire un corretto quantitativo di minerali all’interno del sangue, qualora mancassero. L’ormone PTH prodotto dalle quattro ghiandole paratiroidi permette di aumentare l’attività di questa particolare popolazione di cellule.

Durante l’arco della nostra vita gli osteoblasti tendono a rimanere ingabbiati nella matrice che hanno costruito e a lasciare il via libera ad una maggior attività osteoclastica, enfatizzata ancora di più dalla diminuita produzione ormonale all’aumentare dell’età.

Gli osteoblasti, una volta rimasti intrappolati nella loro stessa matrice, si diventano cellule quiescenti e prendono il nome di osteociti.

Una caratteristica degli osteoblasti è quella però di possedere sulla loro superficie dei meccanocettori, deputati a rilevare le tensioni meccaniche, garantendo così una loro attività sopratutto nei soggetti attivi. E’ proprio l’attività fisica moderata che sembra mantenere l’attività osteoblastica in buono stato, rallentando così la demineralizzazione ossea tipica dei soggetti anziani.

Apparato locomotore: età e differenze nel numero delle ossa

L’osso è una struttura gerarchica complessa che si sviluppa nell’arco dell’infanzia e dell’adolescenza assumendo la conformazione finale nell’adulto, in realtà il tempo e l’età lo obbligano ancora a modificarsi.

L’apparato locomotore del bambino possiede più di 300 ossa mentre quello dell’adulto è composto da 206 ossa. La ragione che sta alla base del differente numero di ossa tra il bambino e l’adulto risiede nel fatto che le ossa di chi è appena nato sono frammentate e non ancora formate, lasciando però spazio all’attività delle cartilagini di accrescimento. Le cartilagini di accrescimento tendono ad ossificare negli anni portando al numero finito di ossa dello scheletro.

Ad esempio la scapola si sviluppa da differenti nuclei di ossificazione che sono cartilaginei. Questi nuclei compaiono nel terzo mese di vita fetale, altri nel primo anno di vita e addirittura piccolissimi nuclei di ossificazione possono comparire tra gli undici e i diciotto anni. In condizioni fisiologiche  tutti si ossificano tutti tra il sedicesimo e il ventiduesimo anno di età.

Infine sebbene il numero di ossa in età adulta non subisca più variazioni nel numero, intevengono delle modificazioni che possiamo definire più strutturali. Ad esempio l’angolo del collo del femore è di circa 145° a tre anni di età, in un anziano giunge fino ai 120°.

Apparato locomotore: le articolazioni, definizione e classificazione generale

Non è possibile parlare di apparato locomotore senza dare un accenno a cosa siano le articolazioni. L’articolazione è definita come il punto di contatto tra due ossa. Quando parliamo di “punto di contatto” intendiamo una struttura che permette la vicinanza tra due ossa e non necessariamente sono a contatto stretto l’una con l’altra. Nonostante nell’immaginario collettivo si pensi alle articolazioni come strutture mobili, tale definizione risulta incompleta.

Ci sono articolazioni dette SINARTROSI definite anche “articolazioni fisse”. Al contrario le articolazioni mobili prendono il nome di DIARTROSI. 

Un esempio di sinartrosi sono le ossa del cranio che, grazie alle suture, tali ossa sono immobili. Anche questa definizione non è propriamente corretta poiché queste articolazioni, sebbene non mobili come quelle diartrosiche, hanno però la possibilità di eseguire minimi spostamenti, studiati e approfonditi per esempio nel mondo dell’osteopatia.

Le diartrosi invece sono articolazioni mobili e dove un capo articolare è complementare all’altro. Nella regione di vicinanza dei due capi articolari è presente una capsula costituita da cartilagine ialina. Inoltre la struttura ha legamenti e una capsula che produce un liquido, detto liquido sinoviale, che permette la lubrificazione e conferisce resistenza all’articolazione.

Apparato locomotore: introduzione sull’apparato muscolare

I muscoli sono tessuti che originano e si inseriscono sulle ossa, grazie a strutture dette tendini, ad eccezione dei muscoli orbicolari. In verità i muscoli sono veri e propri organi che, contraendosi, determinano il movimento.

La parte centrale di un muscolo lungo o largo è definita ventre muscolare. I muscoli hanno diverse funzioni e possono essere così riassunte:

• Permettono il movimento;
• Danno luogo alla termogenesi;
• Garantiscono protezione. Ad esempio come i muscoli della parete addominae che avvolgono il ventre proteggendo l’intestino;
• Svolgono la funzione posturale.

Inoltre i  muscoli sono suddivisi in:

1. LUNGHI
2. LARGHI
3. ORBICOLARI (privi di tendini)

Parlare di muscoli è assai complesso, in quanto la loro struttura istologica è tutt’altro che banale.

Il fascio muscolare è costituito da fibre cellulari. Le singole fibre sono avvolte da una struttura  di connettivo chiamato endomisio. Le singole fibre si raccolgono in gruppi di fasci muscolari a loro volta avvolti dal perimisio. Questi fasci, sommati tra loro, costituiscono il muscolo così come si può osservare macroscopicamente. Anche il muscolo in toto è raccolto in una guaina di connettivo detta epimisio.

Apparato locomotore: anatomia di base del muscolo scheletrico

In questo breve paragrafo parleremo solo del muscolo scheletrico e non del muscolo liscio e cardiaco. Il muscolo scheletrico ha come unità funzionale il sarcomero, conferendo la tipica struttura striata. A livello microscopico, il muscolo è costituito da due principali PROTEINE CONTRATTILI: un filamento sottile di actina e un filamento spesso di miosina. Questi filamenti sono tra loro paralleli.

La sovrapposizione di filamenti sottili e spessi genera quella che viene chiamata banda A (anisotropica). La banda costituita dai soli filamenti sottili prende invece il nome di banda I (isotropica).

Per tutto lo spessore della fibra muscolare troviamo dei dischi definiti linee Z, dal tedesco Zwischenscheibe ovvero “fra i dischi”. Il sarcomero è la parte di miofibrilla compresa tra due dischi Z.

La contrazione muscolare, analizzata in questo articolo specialistico, non è altro che lo scorrimento dei filamenti spessi di miosina sui filamenti sottili di actina.

Quali proteine costituiscono il sarcomero? Ecco uno schema riassuntivo per fissare i concetti di base.

Inoltre sono presento delle proteine strutturali che permettono il corretto funzionamento di quelle contrattili, una loro descrizione è riportata nell’immagine sottostante.

Apparato locomotore: tipologie di muscoli scheletrici

I muscoli scheletrici  sono differenti a seconda della loro forma, della dimensione e del loro decorso. La classificazione che ci interessa, in questa introduzione, è la differente tipologia di muscoli in base al ventre muscolare.

Abbiamo muscoli bicipiti, quando si creano due ventri. Un esempio è il bicipite brachiale.

I muscoli digastrici sono muscoli intervallati da un tendine centrale.

Infine abbiamo i muscoli multigastrici che hanno un’intervalli di di più fasce tendinee tra ventri muscolari di uno stesso muscolo. Un esempio è il retto addominale.

Questa classificazione può essere arricchita aggiungendo un’ulteriore suddivisione muscolare in funzione della direzione delle fibre. Avremo così dei muscoli a fibre parallele, muscoli pennati e muscoli semipennati.

I muscoli pennati sono definiti così poiché la lunghezza delle fibre è inferiore rispetto a quella del ventre, ma conferisce a questa tipologia la capacità di produrre un elevato livello di forza, superiore rispetto ai muscoli con fibre parallele.

A cura del Dottor Giulio Merlini.

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BIBLIOGRAFIA – REFERENCES:

1. Geuna & Giacobini, 2006, Apparato locomotore. Anatomia funzionale, Minerva Medica.
2. Platzer, 2007, Anatomia Umana. Atlante Tascabile. 1 Apparato Locomotore, 4° Ed., Casa Editrice Ambrosiana.