Appunti completi di Fisiologia umana

Appunti: Francesca Terrecuso

Il Potenziale di Membrana e il Potenziale d'Azione

Le cellule eccitabili (come le fibre muscolari e i cardiomiociti) presentano una differenza di

carica elettrica tra l'interno e l'esterno della membrana, misurata in millivolt (mV). Questo

gradiente elettrico è alla base della trasmissione degli impulsi e della contrazione muscolare.

1. Il Potenziale di Riposo (-90 mV)

● A riposo, l'interno della cellula è polarizzato negativamente rispetto all'esterno, con un

valore di circa -90 mV.

● All'interno della cellula c'è un'alta concentrazione di Potassio, mentre all'esterno si trova

prevalentemente il Sodio.

● Questo equilibrio stabile è garantito dalla Pompa Sodio-Potassio, che consuma energia

per mantenere il gradiente di concentrazione (butta fuori ioni sodio e fa entrare ioni

potassio).

2. Raggiungimento del Valore Soglia (-70 / -55 mV)

● Quando arriva uno stimolo elettrico o chimico, la membrana comincia a diventare

leggermente meno negativa.

● Se lo stimolo è abbastanza intenso da raggiungere il cosiddetto Valore Soglia (circa tra i

-70 mV e i -55 mV), scatta la Legge del Tutto o Nulla: il potenziale d'azione parte alla

massima ampiezza possibile, senza mezze misure. Se la soglia non viene superata, non

succede nulla.

3. Fase di Depolarizzazione (La salita fino a +20 / +30 mV)

● Al raggiungimento della soglia, si aprono improvvisamente i canali voltaggio-dipendenti

per il Sodio.

● Il Sodio, carico positivamente, si riversa in massa all'interno della cellula attratto sia dalla

differenza di concentrazione che dalla carica negativa interna.

● La polarità della membrana si inverte di colpo: il potenziale sale rapidamente da -90 mV,

supera lo zero e tocca un picco positivo compreso tra +20 mV e +30 mV. Questo picco

rappresenta l'impulso elettrico vero e proprio.

4. Fase di Ripolarizzazione (La discesa di ritorno a -90 mV)

● Raggiunto il picco positivo, i canali del Sodio si chiudono rapidamente per inattivazione.

● Contemporaneamente si aprono i canali per il Potassio, che comincia a fuoriuscire dalla

cellula portando via cariche positive.

● La perdita di cariche positive fa crollare il potenziale interno verso il basso, riportando la

membrana al suo valore negativo iniziale di -90 mV.

5. Il Periodo Refrattario

● Durante e subito dopo l'impulso, la cellula attraversa una fase di refrattarietà:

○ Refrattarietà Assoluta: i canali del sodio sono inattivi; nessun nuovo stimolo, per

quanto forte, può innescare un secondo potenziale d'azione.

○ Refrattarietà Relativa: la cellula sta tornando a riposo; un nuovo impulso può

partire solo in presenza di uno stimolo molto più intenso del normale.

● Questo meccanismo impedisce la sovrapposizione caotica dei segnali e impone una

direzione univoca alla propagazione dell'impulso.

Quando hai pronti gli altri appunti da sistemare o riscrivere, incollali pure qui sotto e li impagino

subito con questo stesso schema.

Appunti: Francesca Terrecuso

Fisiologia e Meccanica del Cuore

Posizione e Anatomia Cardiaca Il cuore si trova nel mediastino (la posizione centrale della

gabbia toracica), posizionato tra i due polmoni e al di sopra del diaframma. È diviso in quattro

camere: due atri (superiori, di ricezione) e due ventricoli (inferiori, di pompaggio). Il cuore è

separato in parte destra e parte sinistra del setto interatriale (tra gli atri) e dal setto

interventricolare (tra i ventricoli). Gli atri sono separati dai rispettivi ventricoli grazie alle valvole

atrioventricolari (tricuspide a destra, mitrale a sinistra).

Vene e Arterie Le arterie (che portano il sangue dal cuore) hanno pareti più spesse e resistenti

per sopportare l'alta pressione del sangue pompato. Le vene (che portano il sangue al cuore)

hanno pareti più sottili e contengono spesso valvole per prevenire il reflusso, aiutando il ritorno

del sangue verso il cuore.

Il Concetto di Pressione e il Ciclo Cardiaco La Pressione nel Sistema Chiuso La pressione

è una forza che si genera per la presenza di un contenuto (il sangue) all'interno di un

contenitore (le camere cardiache e i vasi). Il contenuto spinge verso le pareti e le pareti

spingono verso il contenuto. Il sistema cardiovascolare è un sistema chiuso (non è in contatto

con l'esterno), il che significa che è sempre pieno di liquido e la pressione al suo interno non è

mai zero. A parità di volume del contenitore, maggiore è il contenuto, maggiore è la pressione.

Al contrario, a parità di contenuto, maggiore è il volume del contenitore, più bassa è la

pressione. Per aumentare la pressione, si deve diminuire il volume del contenitore (contrazione)

o aumentare il contenuto. Per diminuirla, si fa l'opposto (rilasciamento o riduzione del

contenuto). Differenza tra Liquidi e Gas: L'aria o un gas in un contenitore è comprimibile,

mentre un liquido (come il sangue) è incomprimibile: pur cambiando forma, mantiene sempre lo

stesso volume. Il sangue, essendo liquido, si sposta immediatamente per differenza di

pressione.

Il Flusso per Differenza di Pressione In un sistema chiuso, il contenuto si sposta da dove c'è

più pressione a dove c'è meno pressione fino a creare un equilibrio (fino a quando la spinta

muscolare non prevale).

La Diastole (Riempimento) Il sangue venoso dalla circolazione generale (attraverso le vene

cave) va nell'atrio destro. Questo accade in diastole (rilasciamento) perché la pressione

nell'atrio destro (molto bassa, circa 0 mmHg) è minore rispetto a quella delle vene. Man mano

che l'atrio si riempie, la sua pressione aumenta leggermente, e il sangue scende nel ventricolo

destro attraverso la valvola tricuspide (che è aperta). Anatomicamente, l'atrio è più piccolo del

ventricolo. Una volta raggiunto un equilibrio di pressione (es. 10 mmHg), il flusso passivo

rallenta, ma il ventricolo non è ancora completamente pieno.

La Sistole Atriale (Contrazione Muscolare) Per spostare il sangue residuo, l'atrio si contrae

(Sistole), riducendo il proprio volume. La pressione sale leggermente (es. da 10 a 15 mmHg),

spingendo il resto del sangue nel ventricolo e completandone il riempimento.

La Sistole Ventricolare (Eiezione) Il sangue si trova ora nel ventricolo. Per pomparlo, la

pressione deve superare quella del vaso di destinazione (cioé il momento in cui i due ventricoli

si contraggono per espellere il sangue, si divide in):

● Fase Isovolumetrica: Il ventricolo inizia a contrarsi (Sistole). La pressione aumenta

bruscamente mentre il volume non cambia perché le valvole atrioventricolari si chiudono

(causando il primo tono cardiaco) e le valvole semilunari sono ancora chiuse. Lo scopo di

questa fase è quindi quello di aumentare la pressione ventricolare fino a superare quella

delle arterie.

● Fase di Eiezione: Quando la pressione del ventricolo supera quella dell'arteria (circa 25

mmHg nella polmonare destra, 80 mmHg nell'aorta sinistra), la valvola si apre. Il sangue

esce, e la contrazione continua, mantenendo la pressione ventricolare più alta rispetto al

vaso di uscita, per mantenere aperta la valvola, fino a quando si svuota ma non

completamente.

Il Ritorno e le Valvole Quando la sistole ventricolare termina e il ventricolo inizia la diastole

Appunti: Francesca Terrecuso

(rilasciamento), la sua pressione scende. Il sangue nel vaso (arteria polmonare o aorta) cerca di

tornare indietro, ma viene bloccato dalla chiusura della valvola semilunare (polmonare o

aortica), che è unidirezionale. La chiusura di queste valvole provoca il secondo tono cardiaco.

Le valvole, essendo unidirezionali, impediscono il reflusso del sangue in entrambe le direzioni

(atrioventricolari verso l'atrio, semilunari verso il ventricolo).

La Differenza Cruciale tra i Lati La differenza fondamentale tra il lato destro e il lato sinistro

del cuore è la pressione che i ventricoli devono vincere:

● Ventricolo Destro: Pompa nel circolo polmonare, dove la pressione massima è di circa

25 mmHg.

● Ventricolo Sinistro: Pompa nel circolo sistemico (il resto del corpo), dove la pressione è

molto più alta. La Pressione Sistemica (la pressione del corpo) è una massima (sistolica)

di 110/120 mmHg e una minima (diastolica) di 80 mmHg. Il ventricolo sinistro, per far

uscire il sangue nell'aorta, deve contrarsi fino a superare questa pressione.

Controllo e Frequenza Attività Elettrica Cardiaca La contrazione del cuore deriva da cellule

muscolari miocardiche (esse si trovano nel fascio di His, nodo del seno e nel nodo

atrioventricolare), specializzate che hanno la capacità di contrarsi automaticamente

(autoeccitabilità). Il cuore può battere anche se separato dal resto del corpo perché l'impulso è

generato internamente dalle cellule del nodo del seno (o nodo seno-atriale). L'impulso si

propaga attraverso il nodo atrioventricolare e il fascio di His, garantendo una sequenza corretta:

il nodo atrioventricolare crea un ritardo per cui si contrae prima l'atrio e poi il ventricolo. La

contrazione dei ventricoli è maggiore e più potente perché devono raggiungere pressioni più

elevate (specialmente il sinistro).

Frequenza e Tonalità In un minuto, il cuore si contrae circa tra le 60 e le 100 volte (frequenza

cardiaca a riposo). Un battito è formato da due toni principali, causati dalla chiusura e non

dall'apertura delle valvole:

● Primo Tono: Chiusura delle valvole atrioventricolari (mitrale e tricuspide).

● Secondo Tono: Chiusura delle valvole semilunari (polmonare e aortica).

QUINDI… LA DIASTOLE

● Pressione e flusso: il sangue dalla circolazione generale attraversa le vene cave e arriva

all'atrio destro. Questo accade in diastole perché la pressione nelle vene cave è

leggerment