Chiave muscoloscheletrica

Struttura e supporto: i tessuti connettivi

La funzione generale del tessuto connettivo è quella di unire o collegare strutture nel corpo e di dare supporto. L’osso è un tessuto connettivo che fornisce la struttura rigida per il supporto. Dove le ossa si articolano tra loro denso tessuto connettivo fibroso, ricco di fibre di collagene, circonda le estremità delle ossa, consentendo il movimento pur mantenendo la stabilità. La cartilagine, un altro tessuto connettivo, si trova anche associata alle articolazioni, dove forma un collegamento comprimibile tra due ossa o fornisce una superficie a basso attrito per il movimento regolare di un osso su un altro. Il tessuto connettivo attacca i muscoli all’osso, sotto forma di una corda (tendine) o di un foglio piatto (fascia). I tessuti connettivi possono essere suddivisi in:

• tessuto fibroso denso;
• cartilagine;
• osso.

Tessuto fibroso denso

Il tessuto connettivo fibroso denso unisce le strutture nel corpo pur consentendo il movimento. Ha un’elevata resistenza alla trazione per resistere alle forze di allungamento. Questo tessuto connettivo ha poche cellule ed è in gran parte costituito da fibre di collagene ed elastina che conferiscono al tessuto una grande resistenza. Le fibre sono prodotte da cellule di fibroblasti che si trovano tra le fibre (Figura 1.1). La durezza di questo tessuto può essere sentita quando si taglia la bistecca stufata con un coltello smussato. Le fibre muscolari sono facilmente tranciate, ma la copertura del tessuto connettivo bianco è molto dura. Esempi di questo tessuto sono i seguenti:

Figura 1.1 Tessuto connettivo fibroso denso visto che copre l’osso come periostio e forma il tendine di un muscolo scheletrico.

• La capsula che circonda le articolazioni mobili (sinoviali) che lega le ossa insieme (vedere Figura 1.7).
• I legamenti formano bande forti che si uniscono osso a osso. I legamenti rafforzano le capsule articolari in direzioni particolari e limitano il movimento.
• I tendini uniscono le fibre contrattili del muscolo all’osso.

Nei tendini e nei legamenti, le fibre collagene si trovano in parallelo nella direzione di maggiore stress.

• Un’aponeurosi è una membrana piatta forte, con fibre di collagene che si trovano in direzioni diverse per formare fogli di tessuto connettivo. Un’aponeurosi può formare l’attaccamento di un muscolo, come i muscoli addominali obliqui, che si incontrano nella linea mediana dell’addome (vedi Capitolo 10, Figura 10.6). Nel palmo della mano e nella pianta del piede un’aponeurosi si trova in profondità sulla pelle e forma uno strato protettivo per i tendini sottostanti (vedi Capitolo 8, Figura 8.21).
• Un retinaculum è una banda di tessuto fibroso denso che lega i tendini dei muscoli e impedisce la corda dell’arco durante il movimento. Un esempio è il retinacolo flessore del polso, che tiene i tendini dei muscoli che passano nella mano in posizione (vedi Capitolo 6, Figura 6.15).
• Fascia è un termine usato per le grandi aree di tessuto fibroso denso che circondano la muscolatura di tutti i segmenti del corpo. La fascia è particolarmente sviluppata negli arti, dove si immerge tra i grandi gruppi di muscoli e si attacca all’osso. In alcune aree, la fascia fornisce una base per l’attaccamento dei muscoli, ad esempio la fascia toracolombare dà attaccamento ai lunghi muscoli della schiena (vedi Capitolo 10, Figura 10.6).
• Il periostio è il rivestimento protettivo delle ossa. Tendini e legamenti si fondono con il periostio attorno all’osso (vedi Figura 1.3).
• Dura è un tessuto connettivo fibroso denso che protegge il cervello e il midollo spinale (vedi Capitolo 3, Figura 3.21).

Cartilagine

La cartilagine è un tessuto che può essere compresso e ha resilienza. Le cellule (condrociti) sono ovali e si trovano in una sostanza macinata che non è rigida come l’osso. Non c’è afflusso di sangue alla cartilagine, quindi c’è un limite al suo spessore. Il tessuto ha una grande resistenza all’usura, ma non può essere riparato se danneggiato.

La cartilagine ialina è comunemente chiamata gristle. È liscio e simile al vetro, formando un rivestimento a basso attrito sulle superfici articolari delle articolazioni. Negli anziani, la cartilagine articolare tende a diventare erosa o calcifica, in modo che le articolazioni diventino rigide. La cartilagine ialina forma le cartilagini costali che uniscono le estremità anteriori delle costole allo sterno (Figura 1.2). Nel feto in via di sviluppo, la maggior parte delle ossa si formano nella cartilagine ialina. Quando il modello cartilagineo di ciascun osso raggiunge una dimensione critica per la sopravvivenza delle cellule cartilaginee, inizia l’ossificazione.

Figura 1.2 Struttura microscopica di ialina e fibrocartilagine, posizione nello scheletro del tronco.

La fibrocartilagine è costituita da cellule cartilaginee che si trovano tra fibre di collagene densamente confezionate (Figura 1.2). Le fibre conferiscono maggiore resistenza al tessuto pur mantenendo la sua resilienza. Esempi di dove si trova la fibrocartilagine sono i dischi tra le ossa della colonna vertebrale, la sinfisi pubica che unisce le due metà del bacino anteriormente e i menischi nell’articolazione del ginocchio.

Osso

L’osso è il tessuto che forma i supporti rigidi per il corpo contenendo una grande percentuale di sali di calcio (fosfato di calcio e carbonato). Va ricordato che l’osso è un tessuto vivente composto da cellule e un abbondante apporto di sangue. Ha una maggiore capacità di riparazione dopo il danno rispetto a qualsiasi altro tessuto nel corpo, ad eccezione del sangue. La forza dell’osso risiede nelle lamelle (lamelle), composte da fibre di collagene con sali di calcio depositati in mezzo. Le lamelle si trovano in parallelo, tenute insieme da fibre, e le cellule ossee o osteociti si trovano in mezzo. Ogni cellula ossea si trova in un piccolo spazio o lacuna e si connette con altre cellule e ai capillari sanguigni tramite canali sottili chiamati canaliculi (Figura 1.3).

Nell’osso compatto, le lamelle sono disposte in anelli concentrici attorno a un canale centrale contenente vasi sanguigni. Ogni sistema di lamelle concentriche (noto come sistema Haversiano o osteon) si trova in una direzione longitudinale. Molti di questi sistemi sono strettamente imballati per formare l’osso compatto denso che si trova nel pozzo delle ossa lunghe (Figura 1.3).

Figura 1.3 Una sezione dell’albero di un osso lungo.

Nell’osso spongioso o trabecolato, le lamelle formano placche disposte in direzioni diverse per formare una rete. Le piastre sono conosciute come trabecole e gli spazi in mezzo contengono capillari sanguigni. Le cellule ossee che si trovano nelle trabecole comunicano tra loro e con gli spazi dai canalicoli. Le estremità espanse delle ossa lunghe sono riempite con osso spugnoso coperto da un sottile strato di osso compatto. La cavità centrale dell’albero delle ossa lunghe contiene midollo osseo. Questa organizzazione dei due tipi di osso produce una struttura con grande rigidità senza peso eccessivo (Figura 1.4). L’osso ha la capacità di rimodellare in forma in risposta alle sollecitazioni su di esso, in modo che le linee di struttura delle trabecole alle estremità dell’osso seguano le linee di forza sull’osso. Ad esempio, le linee di trabecole alle estremità delle ossa portanti, come il femore, forniscono la massima forza per sostenere il peso corporeo contro la gravità. Il rimodellamento dell’osso è ottenuto dall’attività delle cellule che formano l’osso note come osteoblasti e delle cellule che distruggono l’osso note come osteoclasti; entrambi i tipi di cellule si trovano nel tessuto osseo. I sali di calcio dell’osso si scambiano costantemente con gli ioni di calcio nel sangue, sotto l’influenza degli ormoni (paratormone e tirocalcitonina). L’osso è un tessuto connettivo vivente e in continua evoluzione che fornisce una struttura rigida su cui i muscoli possono esercitare forze per produrre movimento.

Figura 1.4 Struttura lorda dell’osso lungo: sezioni longitudinali e trasversali.

Articolazioni

Dove le ossa rigide dello scheletro si incontrano, i tessuti connettivi sono organizzati per legare le ossa insieme e per formare articolazioni. Sono le articolazioni che consentono il movimento dei segmenti del corpo l’uno rispetto all’altro. Le articolazioni o articolazioni tra le ossa possono essere suddivise in tre tipi in base ai particolari tessuti connettivi coinvolti. Le tre classi principali di articolazione sono fibrose, cartilaginee e sinoviali.

Articolazioni fibrose

Qui, le ossa sono unite da un denso tessuto connettivo fibroso.

Le suture del cranio sono articolazioni fibrose che non consentono alcun movimento tra le ossa. Il bordo di ciascun osso è irregolare e si intreccia con l’osso adiacente, uno strato di tessuto fibroso che li collega (Figura 1.5 a).

Una sindesmosi è un’articolazione in cui le ossa sono unite da un legamento che consente un certo movimento tra le ossa. Una sindesmosi si trova tra il radio e l’ulna (Figura 1.5 b). La membrana interossea consente il movimento dell’avambraccio.

Una gonfosi è un’articolazione fibrosa specializzata che fissa i denti nelle prese della mascella (Figura 1.5 c).

Figura 1.5 Articolazioni fibrose: (a) sutura tra le ossa del cranio; (b) sindesmosi tra il radio e l’ulna; (c) gomphosis: dente in presa.

Articolazioni cartilaginee

In queste articolazioni le ossa sono unite dalla cartilagine.

Una sincondrosi o articolazione cartilaginea primaria è un’articolazione in cui l’unione è composta da cartilagine ialina. Questo tipo di articolazione è anche chiamato cartilagineo primario. L’articolazione della prima costola con lo sterno è da una sincondrosi. Durante la crescita delle ossa lunghe dello scheletro, c’è una sincondrosi tra le estremità e l’albero dell’osso, dove la cartilagine temporanea forma la piastra epifisaria. Queste placche scompaiono quando la crescita si arresta e l’osso si ossifica (Figura 1.6 a).

Una sinfisi o articolazione cartilaginea secondaria è un’articolazione in cui le superfici articolari sono coperte da un sottile strato di cartilagine ialina e unite da un disco di fibrocartilagine. Questo tipo di articolazione (a volte chiamata cartilagine secondaria) consente una quantità limitata di movimento tra le ossa mediante compressione della cartilagine. I corpi delle vertebre si articolano con un disco di fibrocartilage (Figura 1.6 b). Il movimento tra due vertebre è piccolo, ma quando tutti i dischi intervertebrali sono compressi in una direzione particolare, si verifica un notevole movimento della colonna vertebrale. Poco movimento si verifica alla sinfisi pubica, l’articolazione in cui si incontrano le metà destra e sinistra del bacino. Il movimento è probabilmente aumentato nella sinfisi pubica nella fase avanzata della gravidanza e durante il parto, per aumentare le dimensioni del canale del parto.

Figura 1.6 Articolazioni cartilaginee: (a) sincondrosi nell’osso metacarpale di un bambino, come visto ai raggi X; (b) sinfisi tra i corpi di due vertebre.

Figura 1.7 Comune sinoviale tipico.

Articolazioni sinoviali

Le articolazioni sinoviali sono le articolazioni mobili del corpo. C’è un gran numero di queste articolazioni, che mostrano una varietà di forma e gamma di movimento. Le caratteristiche comuni di tutti sono mostrate nella sezione di una tipica articolazione sinoviale (Figura 1.7) ed elencate come segue:

• La cartilagine ialina copre le estremità delle due ossa articolate, fornendo una superficie a basso attrito per il movimento tra di loro.
• Una capsula di tessuto fibroso denso è attaccata ai margini articolari, o ad una certa distanza, su ciascun osso. La capsula circonda l’articolazione come una manica.
• C’è una cavità articolare all’interno della capsula che consente il libero movimento tra le ossa.
• Legamenti, bande o corde di tessuto fibroso denso, si uniscono alle ossa. I legamenti possono fondersi con la capsula o sono attaccati alle ossa vicino all’articolazione.
• Una membrana sinoviale riveste la capsula articolare e tutte le superfici non articolari all’interno dell’articolazione, cioè qualsiasi struttura all’interno dell’articolazione non coperta da cartilagine ialina.

Una o più borse si trovano associate ad alcune delle articolazioni sinoviali in un punto di attrito in cui un muscolo, un tendine o la pelle si sfrega contro qualsiasi struttura ossea. Una borsa è un sacco chiuso di tessuto fibroso rivestito da una membrana sinoviale e contenente liquido sinoviale. La cavità della borsa a volte comunica con la cavità articolare. Pastiglie di grasso, liquido a temperatura corporea, sono presenti anche in alcune articolazioni. Entrambe le strutture hanno una funzione protettiva.

Tutte le grandi articolazioni mobili del corpo, ad esempio la spalla, il gomito, il polso, l’anca, il ginocchio e la caviglia, sono articolazioni sinoviali. La direzione e la gamma dei loro movimenti dipendono dalla forma delle superfici articolari e dalla presenza di legamenti e muscoli vicini all’articolazione. I tipi differenti di giuntura sinoviale sono descritti nel capitolo 2 dove le direzioni di movimento a giunture sono considerate.

Muscolo scheletrico

Il muscolo scheletrico è attaccato alle ossa dello scheletro e produce movimento alle articolazioni. L’unità di base dei muscoli scheletrici è la fibra muscolare. Le fibre muscolari sono legate insieme in fasci per formare un intero muscolo, che è attaccato alle ossa dal tessuto connettivo fibroso. Quando la tensione si sviluppa nel muscolo, le estremità sono disegnate verso il centro del muscolo. In questo caso, il muscolo si contrae in lunghezza e una parte del corpo si muove. In alternativa, una parte del corpo può essere spostata per gravità e / o da un peso aggiunto, ad esempio un oggetto tenuto in mano. Ora la tensione sviluppata nel muscolo può essere utilizzata per resistere al movimento e tenere l’oggetto in una posizione.

In sintesi, la tensione sviluppata consente un muscolo:

• per accorciare per produrre movimento;
• per resistere al movimento in risposta alla forza di gravità o ad un carico aggiunto.

Inoltre, i muscoli possono sviluppare tensione quando aumentano di lunghezza. Questo sarà considerato nel capitolo 2, nella sezione sui tipi di lavoro muscolare.

Sia il tessuto connettivo muscolare che quello fibroso hanno elasticità. Possono essere allungati e tornare alla lunghezza originale. La funzione unica del muscolo è la capacità di accorciare attivamente.

Struttura e forma

La struttura di un intero muscolo è la combinazione di muscoli e tessuti connettivi, che contribuiscono entrambi alla funzione del muscolo attivo. In un intero muscolo, gruppi di fibre muscolari contrattili sono legati insieme da tessuto connettivo fibroso. Ogni fascio è chiamato un fascicolo. Ulteriori rivestimenti di tessuto connettivo legano i fascicoli insieme e uno strato esterno circonda l’intero muscolo (Figura 1.8).

Figura 1.8 Muscolo scheletrico: l’organizzazione delle fibre muscolari in un intero muscolo, e un sarcomero nello stato rilassato e accorciato (come visto da un microscopio elettronico).

Figura 1.9 Componenti elastiche del muscolo.

L’elemento totale del tessuto connettivo che si trova tra le fibre muscolari contrattili è noto come componente elastico parallelo. La tensione che si accumula nel muscolo quando viene attivata dipende dalla tensione nelle fibre muscolari e nella componente elastica parallela. Il tessuto connettivo fibroso, ad esempio un tendine, che collega un intero muscolo all’osso è noto come componente elastico della serie. La tensione iniziale che si accumula in un muscolo attivo stringe la componente elastica della serie e quindi il muscolo può accorciarsi. Un modello delle parti elastiche e contrattili di un muscolo è mostrato nella Figura 1.9. Se i componenti del tessuto connettivo perdono la loro elasticità, a causa della mancanza di utilizzo in lesioni o malattie, un muscolo può andare in contrattura. Le stecche vivaci vengono utilizzate per mantenere l’elasticità e prevenire la contrattura mentre il muscolo recupera.

Le singole fibre muscolari si trovano all’interno di un muscolo in uno dei seguenti due modi:

• Fibre parallele sono visibili nei muscoli a cinghia e fusiformi (Figura 1.10 a, b). Questi muscoli hanno fibre lunghe che sono in grado di accorciare su tutta la lunghezza del muscolo, ma il risultato è un muscolo meno potente.
• Le fibre oblique sono visibili nei muscoli pennati. Le fibre muscolari in questi muscoli non possono accorciarsi nella stessa misura delle fibre parallele. Il vantaggio di questa disposizione, tuttavia, è che più fibre muscolari possono essere imballate in tutto il muscolo, in modo da ottenere una maggiore potenza.

I muscoli con fibre oblique sono noti come unipennato, bipennato o multipennato, a seconda del modo particolare in cui le fibre muscolari sono disposte (Figura 1.10 c, d). Alcuni dei grandi muscoli del corpo combinano accordi paralleli e obliqui. Il muscolo deltoide della spalla (vedi Capitolo 5, Figura 5.9) ha un gruppo di fibre che sono multipennate e due gruppi che sono fusiformi, che combina la forza per sollevare il peso del braccio con una vasta gamma di movimenti. La forma di un particolare muscolo riflette lo spazio disponibile e le esigenze di gamma e forza di movimento.

Figura 1.10 Forma del muscolo intero: fibre parallele (a) cinghia e (b) fusiformi; fibre oblique (c) multipennate e (d) unipennate e bipennate.