Anatomia dell'Apparato Locomotore

Anatomia dell'Apparato Locomotore

ANATOMIA DELL'APPARATO LOCOMOTORE

L’apparato locomotore è costituito dalle ossa, dalle articolazioni e dai muscoli. 

Questo apparato permette di mantenere la postura, di effettuare movimenti attivi e passivi e definisce la morfologia generale esterna del corpo delimitando nel contempo le cavità interne. 

Postura e movimenti, però, sono possibili grazie alla costante cooperazione del sistema neurosensoriale.

 A livello di tale apparato è possibile identificare sia componenti “strutturali” statici (Ossa, Articolazioni, legamenti), che componenti effettori “dinamici”(Muscolatura, Tendini):

  • Ossa: elementi rigidi di diversa forma (lunga, piatta, corta, irregolare) che costituiscono sia componenti statici che sistemi di leve
  • Articolazioni: elementi di giunzione dinamica, con specifici gradi di libertà relativamente al sito e alle ossa implicate
  • Legamenti: elementi strutturali volti alla stabilizzazione di un’articolazione che consentono un certo grado di libertà nei movimenti pur costituendo una sorta di “finecorsa” o comunque dispositivo di sicurezza
  • Muscoli: Principali strutture contrattili correlata al movimento umano mediato dal consumo di ATP 
  • Tendini: elementi con la funzione di “tirante” dalle caratteristiche di notevole resistenza e ridotta elasticità, trasmettono generalmente all’osso una forza esercitata da un muscolo

OSSA

Le ossa sono componenti dell’apparato locomotore con una duplice funzione: 

  • quella di sostenere e proteggere dinamicamente le strutture corporee (come è possibile vedere nel caso della scatola cranica, del rachide e della gabbia toracica ecetera ) 
  • contemporaneamente alla possibilità di generare movimento (come risulta evidente dall’esame delle ossa che costituiscono punto di origine e inserzione per il muscolo scheletrico). 

Queste caratteristiche vengono soddisfatte grazie alla contemporanea presenza di una serie di caratteristiche:

  • Notevole resistenza meccanica a sollecitazioni statiche e dinamiche
  • Peso contenuto 
  • Capacità di risposta e adattamento a diverse forme di sollecitazione 

Il tutto è possibile in quanto il tessuto osseo è frutto dell’unione di una matrice minerale costituita da idrossiapatite (un mix di Sali di calcio, magnesio e fosfato) in grado di conferire notevole durezza e resistenza alla compressione, che vanno a mineralizzare una matrice organica costituita da tessuto connettivo che fornisce a sua volta notevole elasticità e resistenza alla trazione all’intera struttura. 

La componente minerale in particolari condizioni è in grado di fungere come deposito di calcio al quale l’organismo può attingere nel soddisfare i fisiologici bisogni. 

Le ossa sono organi di varia forma e volume, di colore biancastro o giallastro, di solida consistenza, dotate di grande resistenza meccanica. 

Sono costituite prevalentemente da tessuto osseo, ma partecipano anche i tessuti cartilagineo, connettivo fibroso e strutture vascolari e nervose.

Nel nostro corpo sono 208 e si articolano tra loro mediante giunzioni (o articolazioni) per costituire lo scheletro su cui prendono inserzione i muscoli. 

È importante dire che ogni osso è modellato, nella forma e nella massa, per rispondere alle necessità meccaniche in base alla propria posizione nello scheletro. 

Infine, ma molto importante, le ossa rappresentano un deposito di sali minerali e sono sede dell’emopoiesi (l’emopoiesi è l’insieme dei processi che permettono la produzione delle cellule del sangue).

Per la forma si distinguono:

  • Ossa lunghe, caratterizzate dalla prevalenza di un diametro sugli altri due (per esempio il femore, l’ulna, ecc.).
  • Ossa piatte, con due diametri prevalenti sul terzo (per esempio le ossa della volta cranica -osso temporale, osso parietale, ecc.-).
  • Ossa brevi o(corte), a diametri tutti equivalenti (per esempio le ossa del polso -osso scafoide, trapezoide, ecc.-).

Le ossa costituiscono il punto di ancoraggio per strutture tendinee e legamentose costituendo di fatto anche l’origine e l’inserzione delle varie strutture muscolari. 

ARTICOLAZIONI

L’Apparato articolare è composto dall’intero complesso delle articolazioni e dei meccanismi ad essi congiunti. 

L’articolazione rappresenta il punto in cui si incrociano due o più ossa, la sua responsabilità è quella di avvicinare i diversi segmenti ossei e di acconsentire e autorizzare a loro il movimento più o meno ampio a seconda della tipologia di articolazione.    

Ogni segmento del corpo può eseguire un determinato movimento grazie alla presenza di una o più articolazioni. Le opportunità di movimento sono influenzate dalle estensioni di contatto delle ossa.

Le porzioni che costituiscono una specificata articolazione sono rappresentate da: le parti terminali delle ossa; la capsula articolare con il compito di lubrificare l’articolazione attraverso la generazione di liquido sinoviale e i legamenti che conferiscono resistenza. 

All’interno dell’articolazione del ginocchio ricordiamo invece la presenza del menisco, una particolare tipologia  di protezione per i movimenti di questa articolazione.    

Le articolazioni vengono distinte in base all’opportunità di eseguire un movimento in: mobili, semimobili e fisse.    

TENDINI

I tendini sono strutture connettivali fibrose costituite in prevalenza da fasci paralleli di collagene di tipo I organizzati all’interno di una guaina. 

Strutturalmente derivano dalla fusione delle membrane che rivestono a livello superficiale e profondo il tessuto muscolare. 

Anatomicamente ricoprono la funzione di porre in continuità il tessuto muscolare con quello scheletrico consentendone le reciproche funzioni, per questo devono garantire caratteristiche meccaniche che implicano una notevole resistenza alla trazione. 

La morfologia permette la classificazione di tendini che avranno una struttura relativamente cilindrica e aponeurosi, e quelli che avranno una struttura decisamente appiattita.

LEGAMENTI

I legamenti sono strutture connettive fibrose con la funzione anatomica di mantenere unite due o più strutture come ossa, organi ecc. 

Funzionalmente si trovano a dover coniugare la capacità di mantenere in sede una struttura contestualmente alla possibilità di garantire una relativa capacità di movimento: considerando l’apparato locomotore per esempio a livello del ginocchio le strutture legamentose permettono il movimento dell’articolazione stabilizzandone allo stesso tempo la struttura. 

A livello delle strutture anatomiche viscerali, i legamenti concorrono invece a mantenere in sede strutture come organi, vasi o nervi garantendo allo stesso tempo la possibilità di movimento da parte del tronco e dell’addome entro limiti fisiologici.

MUSCOLI

I muscoli sono le strutture corporee deputate al movimento, infatti sia che si consideri l’utilizzo degli arti, la respirazione, la contrazione cardiaca o l’avanzamento del cibo nell’apparato digerente mediante la peristalsi il tessuto muscolare esercita un ruolo di primaria importanza onde garantire la capacità di movimento, per garantire questa funzionalità il tessuto muscolare deve necessariamente mostrare determinate proprietà come: 

  • Contrattilità capacità di ridurre la propria lunghezza esercitando una forza
  • Eccitabilità: capacità di contrarsi in risposta a uno stimolo 
  • Estensibilità: capacità, entro certi limiti, di allungarsi
  • Elasticità: capacità di tornare alle dimensioni originali successivamente a l’estensione. 


A livello muscolare la fase positiva del movimento è generalmente dovuta all’esercizio di una forza mentre la successiva estensione è dovuta solitamente alle proprietà elastiche del tessuto. 

Generalmente nello studio dell’anatomia umana vengono identificate tre macro tipologie di tessuto muscolare: 

Tessuto muscolare striato scheletrico: caratterizzato da una struttura a bande dovuta alla particolare struttura citoscheletrica delle cellule che lo compongono: i miociti. 

Questo tessuto mediante le strutture tendinee entra in continuità con il sistema scheletrico permettendone il movimento. 

E’ generalmente correlato sia alla contrazione volontaria che mediante gli stimoli riflessi alla contrazione involontaria (per esempio reazione allo stimolo dolorifico) 

Tessuto muscolare striato cardiaco: caratterizzato da una struttura a bande simile anche se non identica a quella del muscolo scheletrico anche in questo caso dovuta alle particolari caratteristiche citoscheletriche delle cellule che lo compongono i cardiomiociti, che entrando in continuità grazie a particolari strutture definite dischi intercalari compongono il miocardio o cuore. 

Il miocardio è una struttura anatomica a contrazione spontanea, dove il sistema nervoso interviene nella regolazione della frequenza (sollecitazione cronotropa) e della forza di contrazione (sollecitazione inotropa). 

Tessuto muscolare liscio: correlato alle principali funzioni vegetative, non presenta la struttura striata in quanto l’organizzazione citoscheletrica mostra una minore organizzazione rispetto alle due precedenti tipologie di tessuto illustrate. 

Il suo controllo è direttamente correlato all’azione del sistema nervoso autonomo, e quindi non è soggetto alla volontà 

Ai fini della seguente trattazione risulta opportuno focalizzarsi sul tessuto muscolare striato scheletrico. 

Mediamente da un punto di vista puramente quantitativo si ritiene che rappresenti intorno al 40 % del peso corporeo di un individuo, suddiviso in oltre 600 muscoli di dimensioni e funzioni estremamente differenti. 

Istologicamente è costituito da una serie di elementi cilindrici, singolarmente definiti sincizi polinucleati, ovvero strutture tubolari derivate dalla fusione di più cellule denominate ”mioblasti” che una volta fuse tra loro vengono denominati “miociti” conosciuti anche con la definizione di fibra muscolare. 

Le fibre muscolari possono raggiungere a seconda del muscolo di appartenenza anche notevoli lunghezze (fino a 1000 mm), una volta affiancate vanno a costituire una serie di “fascicoli” che, a loro volta ulteriormente affiancati, costituiranno il muscolo nella sua interezza. 

Dal punto di vista di struttura cellulare ogni fibra muscolare come tutti i tipi di cellule è rivestita da una membrana plasmatica, che in questo particolare caso assume la denominazione di sarcolemma, con la stessa logica il citoplasma della fibra muscolare viene definito sarcoplasma e il reticolo endoplasmatico liscio, come già accennato viene definito reticolo sarcoplasmatico. 

La particolare organizzazione del citoscheletro della fibra muscolare permette di definire all’interno della cellula un ulteriore struttura denominata miofibrilla. 

La miofibrilla è costituita dall’ulteriore insieme di più sub unità funzionalmente identificabili definite sarcomeri, che rappresentano la più piccola sub-unità contrattile del muscolo. 

Esaminando più in profondità il sarcomero è possibile individuarne nel dettaglio la grande organizzazione citoscheletrica tipica della fibra muscolare: il sarcomero risulta infatti una sub unità ordinata delimitata da due strutture definite linee Z, che oltre a delimitarlo strutturalmente sono il sito di ancoraggio di una serie di filamenti tra cui ricordiamo ai fini della contrazione muscolare quelli composti da actina, definiti a cagione delle dimensioni molecolari filamenti leggeri. 

Medialmente a livello del sarcomero risulta identificabile una ulteriore struttura definita linea M che a sua volta funge da sito di origine per un’altra serie di filamenti, tra cui ricordiamo quelli di miosina definiti anche filamenti pesanti per le loro dimensioni molecolari. 

L’interazione tra actina e miosina, con utilizzo (sotto forma di idrolisi) di ATP come substrato energetico è il meccanismo alla base del processo di contrazione muscolare, processo regolato grazie alla presenza di due proteine troponina e tropomiosina che in relazione agli stimoli in arrivo dal sistema nervoso consentono o inibiscono il contatto tra actina e miosina (consentendo o inibendo quindi la contrazione muscolare). 

Il processo di contrazione avviene, come sarà successivamente approfondito, in seguito al rilascio da parte del reticolo sarcoplasmatico, posto anatomicamente in prossimità alle strutture implicate dello ione calcio, molecola capace di guidare la cascata di eventi biochimici che guiderà l’azione delle due proteine regolatrici. 

Per poter esercitare questo ruolo, dal punto di vista anatomico la troponina e la tropomiosina dovranno essere collocate a livello dei filamenti di actina, avendo così la possibilità di governarne l’interazione con la miosina. 

La particolare conformazione di queste strutture permette di identificare a livello del sarcomero una serie di entità dovute alla sovrapposizione o meno di questi filamenti come:

  • Banda I (Isotropa): costituita dall’associazione dei filamenti di actina con troponina e tropomiosina, viene comunemente chiamata anche banda chiara 
  • Banda A (Anisotropa): costituita dalla sovrapposizione del coplesso costituente la banda I con i filamenti spessi di miosina, comunemente viene chiamata anche banda scura 
  • Zona H: Identificabile esclusivamente al centro del sacomero, include la sola presenza dei filamenti spessi di miosina, tende a scomparire con la contrazione del sarcomero che comporta una situazione di sovrapposizone di fibre pressochè completa

Considerata la morfologia cellulare e il notevole ruolo metabolico, alla periferia della fibra muscolare saranno identificabili tutta una serie di nuclei e organelli citoplasmatici come apparato del Golgi, mitocondri eccetera. 

Rimane da definire la transizione da tessuto muscolare a tendineo, già in precedenza accennata parlando di tendini. 

Per definirla occorre ricordare che esistono strutture fibrose di rivestimento di origine connettivale che a diverso livello avvolgono le strutture che compongono il muscolo scheletrico: a livello della singola fibra esiste il perimisio in continuità con la struttura connettivale di livello superiore che riveste i fascicoli di fibre, ovvero il perimisio che a sua volta risulta in continuità con la struttura che riveste l’intero muscolo scheletrico: l’epimisio. 

In prossimità dell’origine e dell’inserzione di ogni muscolo le fibre appartenenti a questi tre sistemi si fondono dando origine a una struttura denominata tendine, che come descritto in precedenza permetterà l’ancoraggio del tendine alle corrispettive strutture ossee.

IN SINTESI

  1. L'apparato muscolo-scheletrico è l'insieme delle strutture ossee, articolari e muscolari che svolgono funzioni di sostegno e di difesa dell'organismo e che ne consentono i movimenti. 
  2. È l'apparato più voluminoso del corpo umano, di cui rappresenta circa l'80% del peso totale. L'insieme di ossa e articolazioni dà vita all'apparato scheletrico; ossa, articolazioni e muscoli formano, insieme, l'apparato muscolo-scheletrico.
  3. L'apparato muscolo-scheletrico è composto dall'insieme di ossa, articolazioni e muscoli, la loro azione sostiene l'organismo e ne permette i movimenti.
  4. Le ossa sono una forma estremamente specializzata di tessuto connettivo di sostegno fortemente mineralizzato, caratterizzato da durezza e resistenza meccanica. 
  5. Le articolazioni sono un insieme di elementi (tessuto fibroso e/o cartilagineo, legamenti, capsule, membrane) che regolano la connessione tra due o più superfici ossee. I capi ossei che le costituiscono possono essere, tra di loro, mobili (come accade nel caso di ginocchio e gomito), semimobili (come nell'articolazione della colonna vertebrale) o fissi (come nel caso delle articolazioni delle ossa del cranio o del bacino), a seconda che servano per dar vita a movimenti più o meno ampi o a meccanismi di ancoraggio stabile: utilizzando la terminologia scientifica si parla rispettivamente di diartrosi (articolazioni mobili), anfiartrosi (articolazioni semimobili) e sinartrosi (articolazioni fisse).
  6. Il muscolo è un tessuto composto da particolari fibre (fibre muscolari) dotate di capacità contrattile. All'interno dell'organismo umano si distinguono due grandi tipologie di muscoli: la muscolatura striata, detta anche "rossa" o volontaria, regolata dalla volontà del soggetto, e la muscolatura liscia, detta anche "bianca" o involontaria, la cui attività contrattile è autonoma e indipendente. Un'ultima tipologia di muscoli è rappresentata dal muscolo cardiaco (miocardio), dalle proprietà del tutto singolari: pur presentandosi con caratteristiche istologiche simili a quelle dei muscoli volontari funziona infatti come un muscolo involontario, indipendentemente dalla volontà del soggetto.
Scritto da: ABC Staff

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