Biologia Umana: I Sistemi di Relazione e il Funzionamento del Corpo

I Sistemi di Relazione e la Percezione Sensoriale

La Vista e i Difetti Visivi

Dal punto di vista ottico, quando il punto di messa a fuoco (in cui l'immagine si forma) va oltre l'occhio, piuttosto che sulla retina, si verificano difetti di rifrazione. L'astigmatismo, invece, è una condizione caratterizzata dalla formazione di immagini mosse a causa di irregolarità nella curvatura della cornea. Questi problemi possono interessare l'occhio umano, ma si riscontrano anche in qualsiasi dispositivo dotato di lenti artificiali, come ad esempio un telescopio con astigmatismo.

L'Udito e l'Equilibrio

L'organo dell'udito si compone di tre regioni principali:

• Orecchio esterno: la parte visibile. È formato dal padiglione auricolare e dal canale uditivo.
• Orecchio medio: si trova internamente e inizia con il timpano, una membrana che cattura le vibrazioni entrate nell'orecchio e le trasmette a un complesso di tre ossicini: il martello, l'incudine e la staffa.
• Orecchio interno: i tre ossicini dell'orecchio medio trasmettono le vibrazioni alla coclea, un organo a forma di tubo a spirale riempito di liquido. Al suo interno si trovano cellule che rilevano le vibrazioni tramite ciglia, le quali variano a seconda del movimento del fluido.

Nelle strutture dell'orecchio interno si trovano anche gli organi responsabili dell'equilibrio. Si tratta di una regione situata sopra la coclea, chiamata vestibolo, e di tre canali semicircolari.

• Il vestibolo è diviso in due parti (sacculo e utricolo) e gestisce l'equilibrio statico (in assenza di movimento), controllando la posizione verticale e normale.
• I canali semicircolari sono responsabili dell'equilibrio dinamico (in movimento). Inoltre, rilevano la posizione del capo durante il movimento per aiutarci a mantenere la postura.

Gusto e Olfatto

Il senso del gusto è responsabile dell'acquisizione di informazioni sulla composizione chimica degli alimenti. I recettori del gusto sono situati nel palato e sulla lingua, in piccole strutture che rilevano le sostanze che raggiungono la bocca. Si distinguono cinque sapori fondamentali: dolce, salato, acido, amaro e il quinto, chiamato umami.

L'olfatto analizza anch'esso sostanze chimiche, mescolate con l'aria che entra nel naso. Durante l'alimentazione, l'olfatto integra le informazioni raccolte dal gusto, creando quella nozione complessa che consideriamo sapore. Esistono solo cinque gusti, ma i sapori sono molti di più perché derivano dalla combinazione di gusto e olfatto. L'olfatto è uno dei sensi più antichi e connesso alle parti primitive del cervello, permettendo legami inconsci tra odori e reazioni. Ad esempio, nel caso dei feromoni, la sostanza viene rilevata e provoca una reazione senza che ne siamo consapevoli.

Tatto, Dolore e Temperatura

Il tatto è un senso distribuito su tutta la superficie della pelle. Segnala il contatto del corpo con gli elementi circostanti. I recettori tattili non sono distribuiti regolarmente: sono più abbondanti nelle regioni sensibili da proteggere (testa e collo), in quelle che manipolano l'ambiente (palmo delle mani) o in aree correlate al piacere sessuale.

I recettori del dolore sono localizzati in tutto il corpo, non solo sulla pelle ma anche nei muscoli e negli organi interni. La superficie più ricca di recettori è la pelle, dove forniscono informazioni su danni potenziali, causando reazioni istintive di autoprotezione.

Per quanto riguarda la temperatura, il corpo rileva due aspetti:

• Temperatura ambiente: rilevata attraverso recettori cutanei specifici.
• Temperatura corporea interna: monitorata per mantenere il corpo a circa 36,5 °C. Queste informazioni servono a generare risposte per mantenere la stabilità termica.

Propriocezione

La propriocezione è la nostra percezione interna inconscia. Consiste in una rete di recettori nelle articolazioni che forniscono informazioni sulla nostra posizione. Combinata con il senso dell'equilibrio, ci permette di sapere dove si trova ogni parte del corpo in ogni momento. Queste informazioni, come i livelli di glucosio o ossigeno, vengono elaborate inconsciamente.

Il Sistema Nervoso

Il sistema nervoso acquisisce informazioni dall'ambiente tramite i recettori, elabora una risposta e la trasmette agli organi effettori (muscoli e ghiandole).

I Neuroni

Il neurone è l'unità fondamentale del sistema nervoso. Il nostro sistema è costituito da circa 10¹¹ neuroni (100 miliardi). Un neurone è composto da:

• Dendriti: rami che catturano gli stimoli.
• Soma: il corpo cellulare contenente gli organelli, che guida l'impulso verso l'assone.
• Assone: un unico ramo responsabile della conduzione dell'impulso verso un altro neurone o un effettore.

La Sinapsi

La sinapsi è la comunicazione tra due neuroni. Non sono fisicamente connessi; esiste uno spazio di circa 20 nm chiamato fessura sinaptica. La trasmissione avviene tramite neurotrasmettitori contenuti in vescicole. Quando l'impulso raggiunge la fine dell'assone presinaptico, i neurotrasmettitori vengono rilasciati nella fessura, determinando un cambiamento nella membrana del neurone postsinaptico e generando un nuovo impulso.

L'Impulso Nervoso

L'impulso viaggia a circa 60 cm al secondo, velocità che viene accelerata dalla guaina mielinica prodotta dalle cellule di Schwann. Le interruzioni tra i segmenti di mielina sono chiamate nodi di Ranvier. Nei neuroni mielinici, l'impulso "salta" da un nodo all'altro (conduzione saltatoria), mantenendo velocità e intensità.

Organizzazione del Sistema Nervoso

Si divide in Centrale e Periferico:

• Sistema Nervoso Centrale (SNC): comprende il midollo spinale (protetto dalla colonna vertebrale) e l'encefalo (protetto dal cranio). Entrambi sono avvolti dalle meningi, membrane che contengono il liquido cerebrospinale con funzione ammortizzante.
• Sistema Nervoso Periferico (SNP): diviso in somatico (movimenti volontari) e autonomo (movimenti involontari). È composto da nervi sensoriali e motori.

L'Encefalo

L'encefalo è composto da tre parti principali:

• Midollo allungato (Bulbo): controlla funzioni vitali come frequenza cardiaca, respirazione e pressione sanguigna.
• Cervelletto: integra le informazioni sul movimento e coordina la motricità.
• Cervello: la parte più grande. La neocorteccia, divisa in due emisferi, è responsabile delle funzioni superiori come il pensiero astratto e il linguaggio.

Malattie e Disturbi del Sistema Nervoso

Si distinguono in disturbi psicologici e malattie neurologiche:

• Depressione: profonda tristezza che impedisce la vita normale.
• Schizofrenia: difficoltà nel percepire correttamente la realtà.
• Demenza: perdita delle funzioni superiori (memoria, linguaggio).
• Meningite: infiammazione infettiva delle meningi.
• Epilessia: impulsi elettrici cerebrali eccessivi e anomali.
• Sclerosi multipla: perdita progressiva della mielina.
• Parkinson: perdita di neuroni che producono dopamina, causando tremori e rigidità.
• Alzheimer: tipo grave di demenza che danneggia le funzioni intellettive.

L'Apparato Locomotore

Ha il ruolo di mantenere la struttura dell'organismo e produrre movimento.

Il Sistema Scheletrico

Lo scheletro umano è composto da 206 ossa, divise in scheletro assiale (testa e colonna) e scheletro appendicolare (arti). Le ossa sono formate da cellule disposte attorno ai canali di Havers, immerse in una matrice di sali minerali (fosfato di calcio) e fibre di collagene.

Struttura dell'osso:

• Tessuto compatto: esterno e rigido.
• Tessuto spugnoso: alle estremità delle ossa lunghe e nelle ossa piatte.
• Midollo osseo: responsabile della generazione delle cellule del sangue.

Cartilagine e Articolazioni

La cartilagine è un tessuto più plastico dell'osso, ricco di collagene. Serve a ridurre l'attrito nelle articolazioni e a dare forma a orecchie e naso. Le articolazioni collegano le ossa e si dividono in:

• Immobili: (es. ossa del cranio).
• Semimobili: (es. vertebre).
• Mobili: (es. braccia e gambe).

Il Sistema Muscolare

Esistono tre tipi di tessuto muscolare: liscio (involontario), cardiaco e striato (volontario, legato alla locomozione). L'unità di base è la fibra muscolare, che contiene miofibrille composte da sarcomeri. La contrazione avviene tramite l'interazione tra le proteine actina e miosina.

I muscoli sono collegati alle ossa tramite i tendini, mentre i legamenti uniscono le ossa tra loro. I muscoli lavorano spesso in coppie antagoniste (es. flessore ed estensore).

Lesioni Comuni

• Distorsione: danno ai legamenti.
• Crampo: contrazione bloccata che non riesce a rilassarsi.
• Frattura: rottura dell'osso.
• Lussazione: uscita di un osso dalla sua sede articolare.

Il Sistema Endocrino

Composto da ghiandole che rilasciano ormoni per regolare l'omeostasi, la crescita e la riproduzione. Il sistema nervoso ed endocrino sono coordinati dall'ipotalamo e dall'ipofisi.

Ghiandole e Ormoni Principali

• Ipofisi: secerne l'ormone della crescita (GH), TSH (per la tiroide), prolattina, gonadotropine (FSH e LH), ossitocina e vasopressina.
• Tiroide: produce tiroxina e calcitonina per regolare il metabolismo e il calcio nelle ossa.
• Paratiroidi: producono il paratormone (PTH), antagonista della calcitonina.
• Ghiandole surrenali: producono adrenalina (risposta immediata allo stress), aldosterone e glucocorticoidi.
• Gonadi: testicoli (testosterone) e ovaie (estrogeni e progesterone).
• Pancreas: produce insulina (abbassa la glicemia) e glucagone (alza la glicemia).

Malattie del Sistema Endocrino

• Gigantismo e Nanismo: dovuti a eccesso o carenza di GH.
• Ipertiroidismo e Ipotiroidismo: eccesso o carenza di ormoni tiroidei, spesso associati al gozzo.
• Diabete Mellito: problemi nella produzione o nell'uso dell'insulina. Il Tipo I è autoimmune e richiede insulina; il Tipo II è legato alla perdita di sensibilità all'insulina e spesso compare in età adulta.