Organizzazione Gerarchica della Complessità Animale: Tessuti, Organi e Sistemi

Organizzazione gerarchica della complessità animale

Tutte le cellule animali provengono dallo zigote risultante dalla fecondazione di due gameti. La fecondazione dello spermatozoo scatena cambiamenti nell'ovulo. Lo zigote si prepara per la segmentazione, la sintesi di DNA e proteine, e la riorganizzazione del citoplasma per lo sviluppo embrionale. Durante lo sviluppo, una serie di divisioni mitotiche caratterizza lo zigote. Questa formazione di diverse strutture cellulari permette lo svolgimento di determinate funzioni. Le cellule si specializzano in tessuti, organi e sistemi.

Gradi di organizzazione degli animali

• Organizzazione protoplasmatica: Non ci sono organismi unicellulari come i coanoflagellati.
• Organizzazione cellulare: Un gruppo di cellule funzionalmente differenziate che non tendono a organizzare tessuti (es. spugne).
• Organizzazione delle cellule del tessuto: Un tessuto è formato quando un gruppo di cellule simili, che di solito hanno una comune origine embrionale, si adattano per svolgere ruoli specifici (es. Cnidaria).
• Organizzazione dei tessuti-organo: Generalmente, il tessuto funzionale trasporta il peso della funzione principale dell'organo e i tessuti di supporto sostengono la missione dell'organo.
• Organizzazione organo-sistema: Il livello più alto di complessità strutturale.

Tessuti degli animali

Tessuti epiteliali

Le cellule sono superfici rivestite molto vicine ed esterne. Si dividono in:

• Cellule ghiandolari: Formate da ghiandole, secernono sostanze. Possono essere specializzate, isolate o raggruppate:
  • Esocrine: Secernono prodotti che vengono svuotati all'esterno del corpo (ghiandole sudoripare) o all'interno di cavità (ghiandole salivari).
  • Endocrine: Non scaricano i loro dotti secretori nel sangue; sono ormoni (es. tiroide).
• Epitelio di rivestimento: Copertura resistente ed elastica per le superfici interne ed esterne dell'organismo. Si divide in:
  • Semplice: Uno strato composto da cellule appiattite o poliedriche; riveste i passaggi interni (respiratorio, digerente, sanguigno).
  • Stratificato: Composto da strati di cellule. Gli strati più interni sono in divisione costante e gli strati esterni si staccano con facilità. Riveste le superfici esterne o quelle che comunicano con l'esterno (bocca, ano, vagina e lingua).
  • Pseudostratificato: Formato da uno strato di cellule mucose ciliate (bronchi, bronchioli, uretra e vescica).
  • Endotelio: Epitelio piatto semplice.

Tessuto connettivo

Forma un gruppo molto diverso di cellule che hanno la funzione di unire, sostenere e proteggere altre cellule e tessuti. Le cellule sono immerse in una matrice extracellulare. I tipi abbondanti sono:

• Congiuntivo: Serve a unire tra loro gli altri tessuti e organi. Le sue cellule principali sono i fibroblasti, la cui funzione è secernere proteine della matrice per convertire la matrice extracellulare in una sostanza gelatinosa matura nei fibrociti. Altre cellule includono istiociti, mastociti (capaci di produrre anticoagulanti) e linfociti.
• Connettivo areolare o lasso: È il materiale di supporto della pelle del corpo. Si trova sotto le membrane e separa gli organi tra loro. La sua matrice extracellulare contiene elastina.
• Tessuto connettivo fibroso denso: Si trova nei tendini, nei legamenti e copre esternamente ossa e muscoli. La sua matrice contiene collagene compatto.
• Congiuntivo elastico: Caratterizzato per l'elasticità, si trova nei polmoni, nella pleura e nei vasi sanguigni. La sua matrice extracellulare contiene elastina.
• Congiuntivo reticolare: Protegge gli organi molli e gli organi linfoidi come la milza, le tonsille e il midollo osseo rosso. La sua matrice contiene reticolina.

Tessuto cartilagineo

Esegue una missione scheletrica. È composto da cellule chiamate condroblasti che formano la matrice. La matrice extracellulare è formata da una fitta rete di fibre di collagene ed elastina impregnate di una sostanza gelatinosa che offre grande flessibilità e resistenza al tessuto. I condrociti sono gruppi isolati in cavità chiamate lacune. La cartilagine manca di vasi sanguigni e nervi, per cui è circondata da un tessuto connettivo fibroso, il pericondrio, che fornisce sostanze nutritive.

Tipi di cartilagine:

• Ialina: La più abbondante nell'organismo, fornisce flessibilità e supporto. Si trova nello scheletro del feto, nella trachea, nella laringe, nei bronchi, nelle cartilagini del naso e nella cartilagine costale che unisce le coste allo sterno.
• Fibrosa: Fornisce resistenza e rigidità perché contiene numerose fibre di collagene. Forma i dischi intervertebrali e i menischi.
• Elastica: Garantisce flessibilità ed elasticità e mantiene la forma di alcuni organi. Contiene molte fibre di elastina. Si trova nel padiglione auricolare, nella laringe, nell'epiglottide e nei bronchioli.

Tessuto adiposo

Svolge la missione di riserva energetica e agisce come isolante termico e protezione meccanica. Le sue cellule sono gli adipociti, specializzati nell'accumulo di grassi. La matrice extracellulare presenta fibre di collagene ed elastina. Si trova nell'area sottocutanea formando la pelle, copre organi come cuore, reni e stomaco, e forma il midollo osseo giallo delle ossa.

Tessuto osseo

È il tessuto più resistente dello scheletro. La sua funzione è fornire protezione ai tessuti e agli organi molli. Le cellule responsabili della formazione della matrice extracellulare dell'osso dopo la mineralizzazione sono gli osteoblasti. Quando gli osteoblasti sono circondati da fibre calcificate, ricevono il nome di osteociti. Gli osteoclasti sono le cellule che distruggono il tessuto osseo affinché avvenga il rimodellamento osseo. Le strutture possono formare ossa lunghe, corte o piane.

Tipi di tessuto osseo:

• Spugnoso: Si trova nelle epifisi delle ossa lunghe, nelle ossa brevi e nelle ossa piatte. È formato da lamine ossee chiamate trabecole che contengono osteociti e lacune.
• Compatto: Si trova nella zona esterna di tutte le ossa, principalmente nella diafisi delle ossa lunghe. È formato da cilindri cavi paralleli all'asse, che contengono lamine ossee concentriche. Al centro del cilindro c'è il canale di Havers, che contiene vasi sanguigni e nervi. I condotti di Havers comunicano tra loro tramite i canali di Volkmann.

Tessuto sanguigno e linfa

Il sangue è un liquido formato da una matrice extracellulare liquida (plasma) e da cellule: globuli rossi, bianchi e piastrine. È coinvolto nel mantenimento dell'equilibrio interno, nel trasporto e nella difesa contro sostanze estranee. La matrice contiene acqua, sali minerali, ioni e proteine (fibrinogeno per la coagulazione, albumina, immunoglobuline o anticorpi).

• Eritrociti (globuli rossi): Aspetto di disco biconcavo, senza nucleo, contengono emoglobina per trasportare ossigeno alle cellule e CO₂ lontano da esse. Vengono rimossi dal flusso sanguigno dalla milza quando invecchiati.
• Leucociti (globuli bianchi): Sferici, con nucleo e senza emoglobina. Passano dai capillari ai tessuti connettivi. Molti sono fagocitici e difendono contro agenti infettivi (batteri, virus).
• Trombociti (piastrine): Frammenti di citoplasma di cellule giganti (megacariociti) del midollo osseo rosso. Avviano il processo di coagulazione e riparazione dei vasi sanguigni.
• Linfa: Raccoglie il liquido interstiziale che bagna i tessuti e lo restituisce al sangue. Contiene cellule e una matrice liquida simile al plasma ma con meno proteine.

Tessuto muscolare

Responsabile del movimento, è costituito da miociti o fibre che contengono miofibrille formate da actina e miosina.

• Liscio: Formato da cellule allungate mononucleate; produce contrazioni lente, sostenute e involontarie. Si trova nelle pareti degli organi cavi.
• Striato: Consente di muovere lo scheletro. L'unità funzionale è il sarcomero, composto dalla ripetizione ordinata di filamenti di actina e miosina.
• Cardiaco: Forma le pareti del cuore. Le cellule sono brevi, ramificate e mononucleate, con bande chiare e scure. Le zone chiamate dischi intercalari permettono la trasmissione della contrazione da una fibra all'altra in modo coordinato.

Tessuto nervoso

Incaricato di produrre, dirigere e ricevere messaggi sia dall'esterno che dall'interno dell'organismo.

• Neuroni: Cellule specializzate nella trasmissione degli impulsi nervosi. Formati da:
  • Corpo cellulare (soma): Contiene il nucleo e i granuli di Nissl (reticolo endoplasmatico rugoso dove si producono i neurotrasmettitori).
  • Dendriti: Prolungamenti brevi e ramificati che ricevono impulsi da altri neuroni.
  • Assone: Lungo prolungamento che conduce gli impulsi dal corpo cellulare verso altri neuroni attraverso la sinapsi.
• Tipi di neuroni: Motori (trasmettono impulsi ai muscoli/ghiandole), Sensitivi (ricevono informazioni dagli organi di senso) e di Associazione (connettono i neuroni tra loro).
• Cellule gliali: Forniscono protezione, assistenza e nutrienti ai neuroni. Includono:
  • Astrociti: Forma a stella, funzione nutritiva e di sostegno.
  • Microglia: Piccole cellule che fagocitano i rifiuti cellulari (pulizia e difesa).
  • Oligodendrociti: Rivestono di mielina gli assoni del sistema nervoso centrale.
  • Cellule di Schwann: Rivestono di mielina gli assoni dei nervi periferici.

Organi, sistemi e apparati animali

Un tessuto è un insieme organizzato di cellule con comportamento fisiologico coordinato e origine embrionale comune. Un organo è un insieme di tessuti associati che convergono in struttura e funzione.

Apparati e Sistemi

• Apparato riproduttore: Gonadi maschili o femminili. Produce gameti e, nelle femmine, protegge lo sviluppo embrionale e fetale.
• Apparato digerente: Composto da intestino e ghiandole (fegato, pancreas). Assorbe nutrienti ed elimina i resti non digeriti.
• Apparato respiratorio: Formato da polmoni e vie respiratorie. Cattura l'ossigeno e secerne CO₂.
• Apparato urinario: Composto da reni, ureteri, vescica e uretra. Mantiene l'equilibrio idrico e chimico eliminando i rifiuti del metabolismo.
• Sistema tegumentario: Pelle e strutture derivate. Protegge dalle infezioni, regola la temperatura e la perdita d'acqua.
• Sistema circolatorio: Cuore e vasi sanguigni (arterie, vene, capillari). Trasporta ossigeno, nutrienti e rifiuti metabolici.
• Sistema nervoso: Encefalo, midollo spinale e nervi. Integra le informazioni e coordina le risposte dell'organismo.
• Sistema muscolare: Responsabile dei movimenti del corpo e degli organi interni tramite contrazione e rilassamento.
• Sistema endocrino: Ghiandole che producono ormoni. Regola i processi metabolici e fisiologici tramite messaggeri chimici.
• Sistema scheletrico: Ossa, cartilagini e legamenti. Supporta il corpo, protegge i tessuti interni e permette la locomozione. È il deposito di calcio.
• Sistema immunitario: Midollo osseo, timo, vasi linfatici, linfonodi, tonsille e milza. Difende il corpo da agenti patogeni ed elimina cellule morte.