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Ossa, muscoli e articolazioni: come funziona l'apparato muscolo-scheletrico

Cosa sono le ossa e cosa fanno?

Le ossa forniscono supporto ai nostri corpi e aiutano a formare la nostra forma. Anche se sono molto leggere, le ossa sono abbastanza forti da sostenere tutto il nostro peso.

Le ossa proteggono anche gli organi nei nostri corpi. Il cranio protegge il cervello e forma la forma del viso. Il midollo spinale, un percorso per i messaggi tra il cervello e il corpo, è protetto dalla colonna vertebrale. Le coste formano una gabbia che ripara il cuore e i polmoni, e il bacino aiuta a proteggere la vescica, parte dell'intestino, e nelle donne, gli organi riproduttivi.

Le ossa sono composte da una struttura di una proteina chiamata collagene, con un minerale chiamato fosfato di calcio che rende la struttura dura e forte. Le ossa immagazzinano calcio e ne rilasciano un po' nel flusso sanguigno quando è necessario da altre parti del corpo. Le quantità di certe vitamine e minerali che mangi, specialmente vitamina D e calcio, influenzano direttamente quanto calcio è immagazzinato nelle ossa.

Le ossa sono composte da due tipi di tessuto osseo:

1. Osso compatto è la parte solida, dura, esterna dell'osso. Sembra avorio ed è estremamente forte. Buchi e canali lo attraversano, portando vasi sanguigni e nervi.
2. Osso spugnoso (si pronuncia: CAN-su-lo-so), che sembra una spugna, è dentro l'osso compatto. È composto da una rete a maglia di minuscoli pezzi d'osso chiamati trabecole (si pronuncia: tra-BEC-co-le). Qui si trova il midollo osseo.

In questo osso molle è dove si fa la maggior parte delle cellule del sangue del corpo. Il midollo osseo contiene cellule staminali, che producono i globuli rossi e le piastrine del corpo, e alcuni tipi di globuli bianchi. I globuli rossi portano ossigeno ai tessuti del corpo, e le piastrine aiutano con la coagulazione del sangue quando qualcuno ha un taglio o ferita. I globuli bianchi aiutano il corpo a combattere l'infezione.

Le ossa sono fissate ad altre ossa da lunghe cinghie fibrose chiamate legamenti (si pronuncia: le-ga-MEN-ti). La cartilagine (si pronuncia: car-ti-LA-gi-ne), una sostanza flessibile, gommosa nelle nostre articolazioni, supporta le ossa e le protegge dove sfregano l'una contro l'altra.

Come crescono le ossa?

Le ossa dei bambini e dei giovani adolescenti sono più piccole di quelle degli adulti e contengono "zone di crescita" chiamate piastre di crescita. Queste piastre consistono di cellule cartilaginee che si moltiplicano e crescono in lunghezza, e poi cambiano in osso duro, mineralizzato. Queste piastre di crescita sono facili da vedere su una radiografia. Poiché le ragazze maturano a un'età prima dei ragazzi, le loro piastre di crescita cambiano in osso duro a un'età prima.

La costruzione delle ossa continua per tutta la vita, poiché un corpo rinnova e rimodella costantemente il tessuto vivo delle ossa. L'osso contiene tre tipi di cellule:

1. osteoblasti (si pronuncia: o-ste-o-BLAST-i), che fanno nuovo osso e aiutano a riparare i danni
2. osteociti (si pronuncia: o-ste-o-CI-ti), cellule ossee mature che aiutano a continuare la nuova formazione ossea
3. osteoclasti (si pronuncia: o-ste-o-CLAS-ti), che rompono l'osso e aiutano a scolpirlo e dargli forma

Cosa sono i muscoli e cosa fanno?

I muscoli tirano le articolazioni, permettendoci di muoverci. Aiutano anche il corpo a fare cose come masticare il cibo e poi spostarlo attraverso il sistema digerente.

Anche quando stiamo perfettamente fermi, i muscoli in tutto il corpo si muovono costantemente. I muscoli aiutano il cuore a battere, il petto a salire e scendere durante la respirazione, e i vasi sanguigni a regolare la pressione e il flusso del sangue. Quando sorridiamo e parliamo, i muscoli ci aiutano a comunicare, e quando facciamo esercizio, ci aiutano a stare in forma fisicamente e sani.

Gli esseri umani hanno tre diversi tipi di muscolo:

1. Muscolo scheletrico è attaccato da tendini a forma di corda all'osso, come nelle gambe, braccia e faccia. I muscoli scheletrici sono chiamati striati (si pronuncia: stri-A-ti) perché sono composti da fibre che hanno strisce orizzontali quando visti al microscopio. Questi muscoli aiutano a tenere insieme lo scheletro, dare forma al corpo, e aiutarlo con i movimenti quotidiani (noti come muscoli volontari perché puoi controllare il loro movimento). Possono contrarsi (accorciarsi o irrigidirsi) rapidamente e potentemente, ma si stancano facilmente.
2. Muscolo liscio, o involontario è anche fatto di fibre, ma questo tipo di muscolo sembra liscio, non striato. Non possiamo controllare consapevolmente i nostri muscoli lisci; piuttosto, sono controllati dal sistema nervoso automaticamente (ecco perché sono anche chiamati involontari). Esempi di muscoli lisci sono le pareti dello stomaco e dell'intestino, che aiutano a spezzettare il cibo e spostarlo attraverso il sistema digerente. Il muscolo liscio si trova anche nelle pareti dei vasi sanguigni, dove stringe il flusso di sangue che scorre attraverso i vasi per aiutare a mantenere la pressione sanguigna. I muscoli lisci impiegano più tempo a contrarsi dei muscoli scheletrici, ma possono rimanere contratti a lungo perché non si stancano facilmente.
3. Muscolo cardiaco si trova nel cuore. Le pareti delle camere del cuore sono composte quasi interamente da fibre muscolari. Il muscolo cardiaco è anche un tipo di muscolo involontario. Le sue contrazioni ritmiche, potenti, spingono il sangue fuori dal cuore mentre batte.

Come funzionano i muscoli?

I movimenti che i tuoi muscoli fanno sono coordinati e controllati dal cervello e dal sistema nervoso. I muscoli involontari sono controllati da strutture profonde dentro il cervello e la parte superiore del midollo spinale chiamata tronco encefalico. I muscoli volontari sono regolati dalle parti del cervello note come corteccia motoria cerebrale e cervelletto (si pronuncia: ser-e-BEL-um).

Quando decidi di muoverti, la corteccia motoria manda un segnale elettrico attraverso il midollo spinale e i nervi periferici ai muscoli, causandone la contrazione. La corteccia motoria sul lato destro del cervello controlla i muscoli sul lato sinistro del corpo e viceversa.

Il cervelletto coordina i movimenti muscolari ordinati dalla corteccia motoria. Sensori nei muscoli e nelle articolazioni rimandano messaggi attraverso i nervi periferici per dire al cervelletto e ad altre parti del cervello dove e come il braccio o la gamba si sta muovendo e in che posizione è. Questo feedback risulta in un movimento fluido, coordinato. Se vuoi sollevare il braccio, il tuo cervello manda un messaggio ai muscoli nel tuo braccio e lo muovi. Quando corri, i messaggi al cervello sono più coinvolti, perché molti muscoli devono lavorare in ritmo.

I muscoli muovono le parti del corpo contraendosi e poi rilassandosi. I muscoli possono tirare le ossa, ma non possono spingerle indietro alla posizione originale. Quindi lavorano in coppie di flessori ed estensori. Il flessore si contrae per piegare un arto a un'articolazione. Poi, quando il movimento è completato, il flessore si rilassa e l'estensore si contrae per estendere o raddrizzare l'arto alla stessa articolazione. Per esempio, il muscolo bicipite, nella parte anteriore del braccio, è un flessore, e il tricipite, nella parte posteriore del braccio, è un estensore. Quando pieghi il gomito, il bicipite si contrae. Poi il bicipite si rilassa e il tricipite si contrae per raddrizzare il gomito.

Cosa sono le articolazioni e cosa fanno?

Le articolazioni sono dove due ossa si incontrano. Rendono lo scheletro flessibile — senza di loro, il movimento sarebbe impossibile.

Le articolazioni permettono ai nostri corpi di muoversi in molti modi. Alcune articolazioni si aprono e chiudono come una cerniera (come ginocchia e gomiti), mentre altre permettono movimenti più complicati — un'articolazione della spalla o dell'anca, per esempio, permette movimenti all'indietro, in avanti, laterali e rotatori.

Le articolazioni sono classificate per la loro gamma di movimento:

• Articolazioni immobili, o fibrose non si muovono. La cupola del cranio, per esempio, è fatta di placche ossee, che si muovono leggermente durante la nascita e poi si fondono mentre il cranio finisce di crescere. Tra i bordi di queste placche ci sono legamenti, o articolazioni, di tessuto fibroso. Le articolazioni fibrose tengono anche i denti nell'osso mascellare.
• Articolazioni parzialmente mobili, o cartilaginee (si pronuncia: car-ti-la-GI-ne-e), si muovono un po'. Sono collegate da cartilagine, come nella colonna vertebrale. Ogni vertebra nella colonna si muove in relazione a quella sopra e sotto, e insieme questi movimenti danno alla colonna la sua flessibilità.
• Articolazioni liberamente mobili, o sinoviali (si pronuncia: si-no-vi-A-li), si muovono in molte direzioni. Le articolazioni principali del corpo — come quelle all'anca, spalle, gomiti, ginocchia, polsi e caviglie — sono liberamente mobili. Sono piene di fluido sinoviale, che agisce come lubrificante per aiutare le articolazioni a muoversi facilmente.

Tre tipi di articolazioni liberamente mobili giocano un grande ruolo nel movimento volontario:

1. Articolazioni a cerniera permettono movimento in una direzione, come visto in ginocchia e gomiti.
2. Articolazioni a perno permettono un movimento rotatorio o di torsione, come quello della testa che si muove da lato a lato.
3. Articolazioni a sfera e cavità permettono la massima libertà di movimento. Anche e spalle hanno questo tipo di articolazione, in cui l'estremità rotonda di un osso lungo si adatta nella cavità di un altro osso.