Fisiologia 1

L’occhio

Afferenza sensitiva molto complessa.

Sono parte del SNC, con la retina che è pura corteccia cerebrale che si estroflette e va incontro alla componente epidermica dell’occhio durante lo sviluppo embrionale!

Componente fibrosa (1° strato) detta sclera, avvolge tutto il globo oculare, su di essa si inserisce la muscolatura estrinseca dell’occhio. Cornea anteriormente, trasparente.

Sotto la sclera, coroide, strato nel quale vi sono i vasi che nutrono tutti gli strati più superficiali tramite diffusione. La parte anteriore si porta a formare i corpi ciliari, strutture molto importanti perché vi si lega il legamento sospensorio del cristallino. Dopo i corpi ciliari c’è l’iride, parte pigmentata. Foro pupillare che permette l’entrata dei fotocettori.

Lacrime

Lacrime a carattere difensivo composte da:

• Acqua.
• Mucina.
• Lisozima e lattoferritina.
• Immunoglobuline A.
• Glucosio.
• Urea.
• Sodio e potassio.

Funzioni: → Disfunzioni sindromi in cui l’alterazione del sistema vegetativo, soprattutto sistema simpatico, porta compromissione funzione della ghiandola lacrimale.

Lacrime emozionali → tipico dell’uomo. La composizione è diversa, non è a carattere difensivo. Oltre alle componenti tipiche, ci sono prolattina, ormone adenocorticotropo, encefalina.

Camere dell’occhio e umori

→ Camere anteriore e posteriore dell’occhio composizione liquida diversa.

Umor acqueo, in camera anteriore, è più dinamico come composizione perché continuamente prodotto a livello del corpo ciliare dalla camera posteriore a quella anteriore. 15/12 ml vengono prodotti, vengono riassorbiti a livello dei seni venosi. Se non c’è assorbimento, glaucoma!

Umor vitreo, molto più statico, componente acquosa ma non liquida, occupa tutta la camera posteriore ed è ricco di acido ialuronico. Ha derivazione embrionale. Viene a cambiare solo la componente liquida, quella strutturale rimane uguale.

Funzioni: mantenere espanso il globo oculare mettendo anche in asse tutti gli elementi, fondamentale per visione normale.

Disfunzioni: retrazione di questo può causare distacco retina perché intimamente adeso ad essa, staccando la retina dalla coroide, si riduce o annulla il sostegno trofico per la retina. Desopsia: vediamo particelle nere che si spostano, dovuto a alterazioni dell’acido ialuronico, si formano degli ammassi più strutturati che trattengono la luce, i fotoni, quindi vediamo dei punti neri.

Miosi e midriasi

Miosi (costrizione) e midriasi (dilatazione): iride muscoli dilatatori (simpatico) e sfintere pupilla (parasimpatico).

Mosaicismo cromatico: occhio blu ha popolazione di cellule che esprimono melanina, sono molte meno rispetto a occhio marrone. Spesso dal lato dell’occhio più chiaro, abbiamo sordità.

Mezzo diottrico: sostanza che rallenta la luce, ne riduce l’ampiezza d’onda dei fotoni. Attraversando un mezzo diottrico obliquamente, c’è un rallentamento e una variazione di direzione dell’onda luminosa. (Rifrazione)

→ (D.E.) Quali sono i mezzi diottrici occhio velo di lacrime che bagna la cornea, poi la cornea, il più importante, umor acqueo, cristallino, umor vitreo. → La curvatura del cristallino è fondamentale. Accomodamento cristallino, è un riflesso, si ha quando c’è una sorgente luminosa, i fotoni non arrivano paralleli alla cornea, come arriverebbero se non ci fosse la sorgente, ma ancora divergenti, occorre modificare la curvatura, aumento, di cristallino per far cadere i fotoni in un punto focale dentro la retina. → In caso di visione remota il sistema simpatico tende il muscolo liscio e il cristallino è disteso. Potere di rifrazione piuttosto basso. Se invece devo concentrarmi su un punto, il parasimpatico induce la contrazione del muscolo sfintere ed il cristallino diventa più sferico, aumento potere di rifrazione.

Cataratta

Cataratta: il cristallino prende origine durante la vita embrionale, sono fibre che non vengono mai sostituite. All’equatore abbiamo un certo numero di cellule che dovrebbe rimpiazzarle ma processo molto lento! Ecco perché in senilità le fibre vanno a formare dei veri e propri cristalli, tipo carbonato di calcio, che col tempo vanno incontro a degenerazione, diventando opache. Non passa più la luce!

Operazione in cui chirurgo apre sulla capsula, aspira il nucleo del cristallino e ci mette dentro la lente standard che non sarà perfetta come accomodamento perché non è assolutamente come cristallino però lascia passare i raggi e viene ripristinata parzialmente la visione.

Figura 1 Cristallino enucleato.

Disfunzioni:

• Lussazione, si stacca dal corpo ciliare.
• Glaucoma.
• Cataratta.

Esame fondo dell’occhio

Esame fondo dell’occhio.

Tropina nel sacco congiuntivale, che induce midriasi, apertura foro pupillare.

Proietto luce su fondo occhio e si esamina. Vediamo in questo caso, occhio umano, perché non c’è tappeto lucido.

Porzione detta “macchia cieca dell’occhio”, scura, punto di emergenza di tutti gli assoni delle cellule gangliari in partenza che vanno a comporre il nervo ottico. Non abbiamo fotocettori.

Dal nervo ottico emergono i vasi, arterie e vene retiniche; ogni individuo ha una organizzazione diversa dall’altro.

Macchia gialla, detta macchia lutea, non ci sono cellule gangliari ma una concentrazione di coni. Regione retinica dotata di maggiore acuità visiva. In condizioni standard i fotoni cadono sulla macchia lutea.

Retina → tappeto retinico, nella parte periferica ci sono i bastoncelli, fotocettori per visione corpuscolare notturna, nella porzione intermedia soprattutto centrale, coni, visione cromatica. Gli animali ne hanno 2, noi 3. Il tappeto lucido presente in quasi tutte le specie di interesse veterinario; caratterizzato da ricchezza di cristalli di cisteina e riboflavina che rinfrangono la luce, in condizioni di scarsa luce questa viene riflessa.

Struttura della retina

Struttura molto complessa; è un recettore molto particolare perché capovolto: abbiamo lo stimolo che incontra subito le cellule gangliali, dai quali si dipartono gli assoni, attraversano strato retinico e raggiungono i fotorecettori. Questo perché la retina deriva da 2 estroflessioni simmetriche della corteccia telencefalica che durante lo sviluppo embrionale si portano verso la parte anteriore del viso e lì inducono la proliferazione di altre cellule epiteliali ed insieme, corteccia encefalica e cellule epiteliali, formano la retina.

→ Lamina. In figura pigmentata è il tappeto lucido.

La luce entra anteriormente alla retina e va a stimolare coni e bastoncelli, l’informazione visiva parte da questi e torna indietro trasformata in potenziali d’azione alle cellule gangliali che poi vanno a confluire nel nervo ottico.

Organizzazione fotocettore

Abbiamo cono o bastoncello, strutturalmente simili, nella parte più esterna, segmento esterno, del fotocettore, formato da porzioni di membrana citoplasmatica. Sono delle formazioni di membrana citoplasmatica che definiscono delle invaginazioni, che si sovrappongono in contatto l’una con l’altra. Poi abbiamo il segmento interno, c’è nucleo con tantissimi mitocondri. I fotocettori prendono contatti con cellule bipolari che li collegano a cellule gangliari. Nella sinapsi abbiamo vescicole di glutammato liberato, neurotrasmettitore, in condizioni particolari. I puntini blu sono le rodopsine, proteine transmembrana complessate con retinale, derivato della vitamina A, che in condizione di assenza di fotoni, il retinale è in conformazione cis; quando arriva fotone, la conformazione diventa trans. Linearizza la struttura tridimensionale e questo dà il via alla fotocezione.

N.B. Fotocettore in condizioni di riposo, buio, è depolarizzato. Nel segmento esterno, a riposo, abbiamo concentrazioni elevate di GMP ciclico, questo va ad aprire canali per Na, questo entra nel segmento esterno e questo si depolarizza. Si trasmette a parte sinaptica. Rilascio neurotrasmettitore inibitore che inibisce le cellule bipolari. → In corteccia visiva quindi non arriva nulla. È una cosa continua in assenza di luce.

Nel momento in cui arriva la luce, attivazione fotopigmento, attiva la trasducina, fosfodiesterasi, demolisce/rimuove GMP ciclico; in assenza di questo, i canali per il Na del segmento esterno si chiudono, rimangono aperti quelli del K, che fuoriescono e lasciando scoperto l’anione negativo. Ciò vuol dire che iperpolarizzazione → si chiudono i canali per il Ca+ no esocitosi neurotrasmettitore inibitorio.

→ Figura successiva lampo di luce va a iperpolarizzare. Quando c’è uno stimolo lieve, c’è una leggera iperpolarizzazione (41), all’aumento dell’intensità della luce, aumenta l’iperpolarizzazione. Posso dosare il potenziale graduato perché non è prestabilito il range! Posso stabilire l’intensità della luce, del colore.

Una cellula bipolare di solito connette 2 o più fotocettori, in genere bastoncelli, ad una cellula gangliare. Per quanto riguarda i coni, c’è assenza di convergenza ciò vuol dire che l’informazione che parte da essi, essendo più definita, viaggia su vie esclusive direttamente alla cellula gangliare!

Ci sono anche delle cellule orizzontali che sono cellule nervoso che connettono tutti i recettori, ma non si sa bene la funzione. Cellule amacrine che connettono dall’altra parte tutte le cellule gangliari. L’insieme di questi neuroni partecipano all’elaborazione parziale dell’informazione che arriva in corteccia!

Melanopsina e ritmi circadiani

Melanopsina è un pigmento, fa parte delle cellule gangliari della retina. Stimolata da alternanza luce/buio, fotoperiodo. Sensibilità al fotoperiodo per fase estrale. L’occhio è la prima fonte di informazione.

→ Figura alternanza buio/luce arriva a livello retinico, stimola la melanopsina. Lo stimolo non arriva alla corteccia visiva, ma tramite nervo ottico contrae prima sinapsi con nucleo soprachiasmatico, a livello ipotalamico; il 2° neurone si porta a livello cervicale, nel corno intermedio laterale, il neurone pregangliare si porta nel ganglio cervicale superiore, il neurone post gangliare contrae sinapsi con i pinealociti, cellule presenti nell’epifisi.

Si viene a produrre melatonina che poi viene riversata nel sangue e dà segnale umorale endocrino.

Ritmi circadiani: le cellule funzionano diversamente tra giorno/notte. Visione cromatica = i primati percepiscono tutti i colori perché abbiamo coni che sono in grado di leggere variazioni di lunghezza d’onda di blu, rosso e verde. In tutti gli animali la visione è bicromatica, perché no coni per il rosso!

In alcuni animali abbiamo anche coni che possono percepire luce ultravioletta e polarizzata, salmoni, anguille, api.

→ Daltonismo: assenza coni per il rosso = 2 (protanope). Assenza coni per il verde No green = 4 (deuteranope).

L’oggetto di visione arriva al cristallino, viene ricostruita la stessa immagine capovolta e di dimensioni inferiori, sulla retina! Poi viene raddrizzata dalla corteccia visiva. Tutte le comunicazioni interneuronali, cellule bipolari, amacrine, ecc., sono responsabili dell’inibizione laterale.

Ci sono anche delle cellule gangliari on/off: → Se ON si attiva nel guardare centro di un’immagine. OFF mi sposto in periferia.

Encefalo ventralmente: le fibre arrivano a livello ipotalamico, ritmi circadiani, e poi la gran quantità arriva al nucleo genicolato laterale, controllo miosi e midriasi, lateralmente al talamo, e abbiamo uno spessissimo fascio di fibre che si portano alla corteccia visiva primaria e secondaria, radiazione ottica.

N.B. Le fibre che arrivano dalla retina tramite nervo ottico decussano a livello del chiasma ottico; quelle della parte nasale decussano tutte, quelle della parte laterale rimangono omolaterali.

Ciò ci permette di renderci conto della profondità, la tridimensionalità.

La corteccia visiva deve capovolgere l’immagine arrivata dalla retina, deve dargli le dimensioni reali e deve collocarla nel contesto spaziale. Alcuni assoni si portano a livello di sostanza reticolare e sono implicati nei circuiti cortico-reticolari fondamentali per insorgenza sonno, alternanza sonno/veglia!

La sovrapposizione binoculare: nell’uomo i campi visivi dei due occhi, si sovrappongono, visione frontale. Negli animali a seconda della specie, la visione è frontale, laterale ecc. Visione monoculare.

Udito

Altra afferenza sensitiva altamente discriminante.

C’è l’orecchio esterno, col padiglione auricolare; timpano, primo componente dell’orecchio medio che troviamo procedendo latero medialmente, abbiamo martello incudine staffa in contatto con membrana timpanica. Staffa è primo elemento dell’orecchio interno, coclea primo organo che interessa la percezione sonora. Da dotto cocleare, canali semicircolari, utricolo e sacculo si diparte il nervo vestibolo cocleare.

Orecchio medio in contatto con faringe tramite tube di Eustachio. Infatti, quando siamo raffreddati, questa si chiude, quindi la pressione non arriva all’orecchio e noi sentiamo male.

Gli animali percepiscono l’ultrasuono, l’uomo no.

Onde sonore penetrano da canale uditivo interno, trasmesse alle ossicine, staffa amplifica l’onda e le trasmette all’endolinfa della scala vestibolare, poi scala media dove c’è organo del Corti che è l’organo recettivo del suono, le onde si portano nella coclea.

Dotto medio in sezione, scala vestibolare, scala timpanica, organo del Corti.

Strato di cellule basali epiteliali alle quali si alternano dei recettori, quindi sono dei neuroni. Sono 4 file, sono cellule ciliate coperte da membrana tettoria. I movimenti del liquido della scala vestibolare trasmessi alla scala media, stimolano la membrana tettoria la quale stimola le ciglia che sono dei meccanocettori. Il movimento fa aprire i canali per il Na e generano potenziale d’azione.

Alte frequenze attivano la parte iniziale del Corti. → Basse frequenze attivano la parte finale del Corti.

Per una buona percezione del suono, è fondamentale che la pressione ai due lati del timpano sia uguale!

I veri recettori sono queste cellule ciliate!

Fisiologia renale

Funzioni:

• Rimuovere cataboliti dal sangue: ricevono il 20% del flusso perché appunto devono.
• Rimuovere sostanze estranee dal sangue, farmaci: anestetici, antibiotici, ecc.
• Controllo volume e composizione ionica liquidi extracellulari: lavora in parallelo con ipotalamo.
• Controllo equilibrio acido-base, pH extracellulare 7.4 – intracellulare 7.3.
• Funzioni endocrine → produzione eritropoietina, 90%, e calcitriolo, per sintesi vitamina D.

Differenze strutturali tra specie diverse

Differenze strutturali tra specie diverse.

Rene bovino, polilobato, e suino. Cane, gatto più simile a quelli umani, a forma di fagiolo.

Nefrone uguale in tutti i reni.

Organi pari localizzati dorsalmente alla regione lombare, si dipartono da aorta addominale, avvolti da tessuto adiposo bruno per termogenesi soprattutto alla nascita. Hanno capsula esterna molto sottile.

Se dovesse esserci un blocco renale, questo crea accumulo di cataboliti che vanno a ritroso su tutti gli organi, causando la morte.

Vediamo internamente le piramidi renali, che convergono nella pelvi renale che è il sito nel quale si raccoglie l’urina definitiva che attraverso gli ureteri, grazie a dei movimenti peristaltici della muscolatura liscia che li riveste esternamente, viene convogliata nella vescica e poi eliminata tramite vari meccanismi.

Arteria renale e circolazione

Arteria renale si diparte ad angolo retto, 90°, dalla aorta addominale. Fondamentale perché l’aorta addominale è grossissimo tronco arterioso, in cui sangue si dispone a flusso laminare, cioè nella porzione centrale c’è la parte corpuscolare → piegando si viene a scremare il sangue arterioso, lasciando entrare sangue con ematocrito inferiore, più semplice da filtrare.

Rene innervazione soprattutto simpatica. Arteria renale entra in ilo renale → arterie interlobari → arterie arcuate, che seguono lo spazio tra corticale e midollare → arteriole afferenti al glomerulo → rete mirabile peritubulare → arteriola efferente → venule renali → vene renali, come arterie → calici renali → urina già definitiva nelle pelvi → ureteri → vescica → minzione.

Molto importante il fatto che ci siano 2 arteriole, sito di modulazione del flusso sanguigno!

Arteriola afferente diametro maggiore rispetto a quella efferente, questo perché bisogna mantenere la pressione alta nel glomerulo. Non chiede organizzazione e divisione arteria renale.

Circolazione intrarenale

Circolazione intrarenale.

Vediamo una corticale, molto più rossa ed una midollare più chiara. Nella pelvi c’è giallastro, tipico delle urine.

Grande sproporzione flusso sanguigno afferente:

• Corteccia arriva il 92.5%.
• Midollare solo il 6-5%.
• Midollare interna 1%, piramidi a diretto contatto con urina.

Il nefrone, unità funzionale di base

Nefrone, unità funzionale di base.

Arteriola afferente al glomerulo, polo vascolare del nefrone. Capsula di Bowman, di derivazione epiteliale, con una parte parietale e viscerale. La parte viscerale avvolge ogni singolo capillare dell’ansa mirabile che si diparte dall’arteriola afferente.

Il sangue viene filtrato, con formazione di ultrafiltrato, preurina, che poi si porta nel tubulo contorto prossimale che rimane in prossimità del polo vascolare. Ci sono tantissimi capillari peritubulari.