Domande fisiologia primo parziale

Domande fisiologia primo compitino

Rispondere alle domande in 4 righe, tempo a disposizione 1 ora (il prof sceglierà una domanda per ciascun blocco).

Domanda 1

Principali tipi di cellule/tessuto del corpo umano

Nel corpo umano troviamo 4 principali tipi di cellule, ovvero neuroni, cellule muscolari, cellule epiteliali e cellule connettivali. Qualsiasi tipo di cellule che svolgono funzioni simili è definito tessuto. Pertanto anche i tessuti sono classificati in 4 gruppi principali: tessuto nervoso, muscolare, epiteliale e connettivo.

Quali sono i sistemi del corpo umano

I sistemi del corpo umano sono 11, ovvero il sistema endocrino, nervoso, muscolo-scheletrico, cardiovascolare, respiratorio, urinario, gastrointestinale, riproduttivo, immunitario, linfatico e tegumentario.

Distribuzione dell’acqua corporea

Distribuzione dell’acqua corporea (sappiamo che è prevalentemente intracellulare).

Il volume dell’acqua contenuta in tutto il corpo è definito acqua corporea totale (TBW), e rappresenta il 60% del peso corporeo. Circa i 2/3 di essa costituiscono il liquido intracellulare (ICF), mentre 1/3 il liquido extracellulare (ECF). Circa il 20% dell’ECF si trova nel sangue, sotto forma di plasma, mentre quello a contatto con le altre cellule è detto liquido interstiziale (ISF).

Barriera tra ambiente interno ed ambiente esterno dell’organismo

L’ambiente interno del corpo e l’ambiente esterno sono separati da un singolo strato di tessuto epiteliale. Questa barriera epiteliale non include solo la cute, ma anche l’epitelio dei polmoni, del sistema gastrointestinale e dei tubuli renali che sono in comunicazione con l’ambiente esterno.

Descrizione di componenti e funzioni di uno degli 11 sistemi

• Sistema nervoso (encefalo, midollo spinale, nervi periferici, recettori sensoriali, organi di senso specializzati). Provvede alla comunicazione tra le cellule del corpo attraverso segnali elettrici e rilascio di neurotrasmettitori in piccole zone di connessione tra determinati tipi di cellule.
• Sistema endocrino (ipotalamo, ipofisi, epifisi, tiroide, paratiroidi, timo, pancreas, ghiandole surrenali, gonadi). Provvede alla comunicazione tra le cellule del corpo attraverso il rilascio di ormoni in circolo.
• Sistema tegumentario (pelle ed annessi cutanei) ha funzione di protezione e di separazione fra ambienti esterno ed interno.
• Sistema immunitario (globuli bianchi, timo, linfonodi, milza, tonsille e adenoidi). Difende il corpo da patogeni e cellule anomale.
• Sistema linfatico (vasi linfatici e linfonodi, timo, milza) media gli scambi fra sangue e tessuti.
• Sistema muscolo scheletrico (muscolo scheletrico, ossa, tendini, legamenti). Sostiene il corpo, consente i movimenti volontari, permette le espressioni facciali.
• Sistema cardiovascolare (cuore, vasi sanguigni, sangue). Trasporta le molecole in tutto il corpo mediante il circolo sanguigno.
• Sistema respiratorio (bocca, naso, faringe, laringe, trachea, polmoni, bronchi). Fornisce ossigeno a tutto il corpo ed elimina l’anidride carbonica.
• Sistema urinario (reni, ureteri, vescica, uretra). Filtra il sangue per regolare l’acidità, il volume ematico, la concentrazione ionica; elimina le sostanze di scarto.
• Sistema gastrointestinale (bocca, esofago, stomaco, intestino tenue, intestino crasso, fegato, pancreas, cistifellea). Assorbe dall’ambiente esterno acqua e nutrimento, svolge anche funzione secondaria di tessuto endocrino a livello dello stomaco, pancreas ed intestino.
• Sistema riproduttivo (gonadi, utero o prostata, genitali esterni). Funzione di generazione della prole.

1

Domanda 2

Definizione di omeostasi

L’organismo è in grado di mantenere relativamente costanti le condizioni dell’ambiente interno, nonostante le variazioni dell’ambiente esterno. Il mantenimento di una condizione relativamente costante dell’ambiente interno è detto omeostasi.

Esempi di feed-back positivo o negativo

Esempio feedback negativo: Se la concentrazione di glucosio plasmatico aumenta, arriva un segnale alle cellule beta del pancreas, le quali secerneranno insulina che agirà sulle cellule dell’organismo per abbassare la glicemia.

Esempio feedback positivo: Nelle donne l’ipofisi secerne l’ormone luteinizzante LH, che a sua volta stimola le ovaie a secernere estrogeni. In alcune situazioni può accadere che gli estrogeni a loro volta stimolino un aumento della secrezione di LH, e il ciclo si ripeterà fino a che non si raggiungerà il picco dell’LH, che innesca l’ovulazione.

Elementi di un sistema a feed-back negativo o positivo

Gli elementi di un sistema a feedback sono: la variabile regolata (con valore ideale definito set-point), i sensori che inviano segnali di input, il centro di integrazione che confronta la variabile regolata col suo set point e organizza la risposta appropriata (output), gli organi effettori.

Esempi di variabili regolate

Esistono molti esempi di variabili regolate, ad esempio la temperatura, concentrazioni plasmatiche di sodio e calcio, pressione arteriosa, glicemia…

Significato di feed-back positivo o negativo

Significato di feed-back positivo o negativo (questa domanda è diversa dal dover fare esempi).

Feedback negativo: Meccanismo di regolazione omeostatica per cui se una variabile regolata aumenta, il sistema risponde facendola diminuire e viceversa.

Feedback positivo: Meccanismo di regolazione omeostatica per cui la risposta del sistema va nella stessa direzione del cambiamento della variabile che l’ha prodotta.

N.B -> esempi e significato sono due cose diverse e bisogna rispondere in modo diverso. Bisogna capire bene la domanda prima di rispondere e fare attenzione.

Domanda 3

Domanda 3 (su ciò che muove e ferma gli ioni a cavallo della membrana).

Trasporto attivo e passivo attraverso la membrana cellulare

Il trasporto attivo richiede energia, necessaria per far muovere le molecole contro gradiente di concentrazione. Se utilizza direttamente ATP è definito trasporto attivo primario, mentre se utilizza l’energia di un gradiente di concentrazione o elettrochimico che è stato precedentemente creato da un trasporto attivo è definito trasporto attivo secondario.

Nel trasporto passivo le molecole si muovono attraverso la membrana secondo il gradiente chimico o elettrochimico: non è richiesta energia. I tipi di trasporto passivo includono: la diffusione semplice, la diffusione facilitata e la diffusione attraverso canali ionici.

Diffusione semplice e trasporto mediato

Si usa il termine diffusione semplice per descrivere il trasporto passivo di molecole attraverso il doppio strato fosfolipidico della membrana, come risultato della semplice agitazione termica. Nel trasporto mediato invece le molecole non attraversano la membrana spontaneamente, ma con l’ausilio di proteine trasportatrici di membrana, ad esempio proteine carrier o proteine canale.

Forze che regolano il trasporto di membrana

Le forze che regolano il trasporto di membrana sono essenzialmente tre: forze chimiche (determinate dal gradiente di concentrazione), forze elettriche 2 (determinate dal potenziale di membrana), forze elettrochimiche (sommatoria delle prime due).

Potenziali di membrana e che cos’è

Il potenziale di membrana è una differenza di potenziale elettrico (o voltaggio) che esiste ai due lati della membrana della maggior parte delle cellule.

Forza elettrochimica applicate agli ioni

La direzione della forza elettrochimica che agisce su uno ione dipende dalla direzione netta delle forze chimiche ed elettriche. Se entrambe le forze vanno nella stessa direzione, anche quella elettrochimica agirà nella stessa. Se le forze chimiche ed elettriche agiscono in direzioni opposte, allora la forza elettrochimica agirà nella direzione della forza maggiore tra le due.

Esempi di gradiente di concentrazione attraverso la membrana

Prendiamo come esempio due ioni, il sodio e il potassio. Il sodio è più concentrato nel liquido extracellulare, per cui la direzione della forza chimica applicata ad esso è verso l’interno. Nel caso del potassio, più concentrato nel liquido intracellulare, la direzione è verso l’esterno.

Cos’è il potenziale di equilibrio per il K o per il Na

Il potenziale di equilibrio per il potassio corrisponde al valore di -94 mV, mentre quello per il sodio è pari a +60 mV. Quando il potenziale di membrana è uguale a quello di equilibrio per uno ione, esso non si muoverà spontaneamente né all’esterno né all’interno della cellula, poiché la forza totale che agisce su di esso è pari a zero.

Forza elettrochimica applicata a Na oppure Ca oppure K

• Ca++ più concentrato all’esterno della cellula è soggetto a forza chimica che lo spinge all’interno e anche il potenziale a cavallo della membrana è negativo per cui la forza elettrica tende a richiamarlo verso l’interno (l’entrata di ioni Ca rende la cellula più positiva) quindi la forza elettrochimica risultante è sicuramente diretta verso l’interno.
• Na+ più concentrato all’esterno tende a entrare all’interno della cellula per forza chimica e per effetto della forza elettrica tende sempre ad entrare, quindi la risultante è una forza elettrochimica diretta verso l’interno della cellula.
• K+ più concentrato all’interno della cellula per forza chimica tende ad uscire, ma per forza elettrica tende rientrare. Il potenziale a cavallo della membrana corrisponde all’incirca per la maggior parte delle cellule al potenziale di equilibrio del K (-94 mV) eccetto i neuroni che hanno potenziale di membrana di – 70 mV.

Definizione di potenziale di equilibrio

Il potenziale di equilibrio è un valore teorico del potenziale di membrana, al quale la forza elettrica è uguale e opposta alla forza chimica, producendo così una forza elettrochimica pari a zero.

Domanda 4

Fattori che influenzano la velocità di trasporto di membrana

Nella diffusione semplice la velocità di trasporto di membrana è regolata dall’ampiezza della forza motrice, dalla superficie della membrana e dalla permeabilità della membrana. In quella facilitata invece i fattori influenzanti sono la velocità di trasporto dei singoli carrier, il numero di carrier sulla membrana e l’entità del gradiente della sostanza trasportata. Analogamente nel trasporto attivo i fattori che determinano la velocità di trasporto sono la velocità di trasporto delle singole pompe e il numero di esse.

Trasportatori e proteine canale

I trasportatori (carrier) sono proteine transmembrana che legano molecole da un lato della membrana e le trasportano dall’altro grazie ad un cambio di conformazione. Essi possiedono uno o più siti di legame specifici per particolari molecole. Un canale è una proteine transmembrana che trasporta molecole 3 attraverso un passaggio o poro che si estende da un lato all’altro della membrana. Anch’essi sono specifici.

Esempi di trasporto attivo primario

Le proteine di membrana responsabili del trasporto attivo primario fungono sia da proteine trasportatrici che da enzimi, i quali catalizzano l’idrolisi dell’ATP, per questo vengono definite spesso ATPasi. Un esempio è la pompa sodio potassio: ad ogni ciclo di pompa, 3 ioni Na+ vengono trasportati fuori dalla cellula e 2 ioni K+ all’interno. Essi si muovono contro gradiente chimico, per cui ad ogni ciclo viene idrolizzata una mole di ATP per permettere il trasporto.

Esempi di co-trasporto o di contro-trasporto

Esempi di co-trasporto (es. Na-glucosio) o di contro-trasporto.

Un esempio di co-trasporto è il trasporto del glucosio associato al Na. In questo processo, il Na+ si muove secondo il suo gradiente elettrochimico, liberando energia che permette il flusso di glucosio contro il suo gradiente di concentrazione. Un esempio di contro-trasporto è l’antiporto Na+/H+. In questo caso, l’energia liberata dal flusso di Na+ secondo il suo gradiente elettrochimico viene utilizzata per guidare il flusso di H+ contro il gradiente elettrochimico.

Forze che regolano il trasporto di acqua nell’organismo

Il flusso d’acqua nell’organismo è regolato dalle forze osmotiche. L’osmosi è il flusso di qualsiasi solvente attraverso una membrana semipermeabile che si genera in risposta ad una differenza di potenziale chimico di acqua ai due lati della membrana.

Esempi di soluti permeanti e non permeanti la membrana cellulare

I soluti permeanti possono attraversare la membrana, ad esempio urea, CO2, glicerolo. I soluti non permeanti non possono passare attraverso la membrana, ad esempio proteine, glucosio, ioni.

Distinzione tra osmolarità e tonicità

L’osmolarità rappresenta la concentrazione totale di particelle di soluti in una soluzione. Mentre l’osmolarità di una soluzione si basa unicamente sulla concentrazione totale di soluti, la tonicità di una soluzione è determinata dalla maniera in cui essa influisce sul volume cellulare, il che dipende anche dalla permeabilità dei soluti.

Come si modifica il volume della cellula in un ambiente ipotonico oppure ipertonico

Come si modifica il volume della cellula in un ambiente ipotonico oppure ipertonico.

In ambiente ipotonico la cellula si rigonfia, in ambiente ipertonico raggrinzisce.

Domanda 5

I principali componenti del sistema nervoso

Il sistema nervoso è costituito dal sistema nervoso centrale e periferico. Il SNC è composto da encefalo e midollo spinale. Il sistema nervoso periferico è formato da cellule nervose che garantiscono la comunicazione tra il SNC e gli organi, e comprende la divisione afferente ed efferente. Quest’ultima si divide in sistema nervoso somatico e autonomo. Il sistema nervoso autonomo è diviso in simpatico e parasimpatico.

Componenti afferenti del SNP o efferenti del SNP

Le cellule nervose afferenti trasmettono informazioni sensoriali e viscerali provenienti dagli organi del SNC. Tali informazioni comprendono afferenze sensoriali somatiche, afferenze provenienti dagli organi di senso e informazioni viscerali provenienti dall’ambiente interno. La componente efferente trasmette informazioni dal SNC ad organi periferici, definiti organi effettori.

Componenti cellulari del SN

Il sistema nervoso è composto da due tipi principali di cellule: neuroni e cellule gliali. I neuroni sono cellule eccitabili, capaci di produrre potenziali d’azione. Le cellule gliali rappresentano il 90% delle cellule del sistema nervoso, e svolgono funzioni di supporto strutturale e metabolico per i neuroni.

Componenti di un neurone

4

Un neurone è composto da tre principali componenti: un corpo cellulare (o soma) e due tipi di processi neuronali (o neuriti) che partono da esso, dendriti e un assone.

Funzioni dell’assone o dei dendriti o del bottone sinaptico o della radice dell’assone

Funzioni dell’assone o dei dendriti o del bottone sinaptico o della radice dell’assone.

• Assone: Il compito dell’assone è quello di inviare informazioni. Gli assoni possono ramificarsi e inviare segnali a più cellule. Le diramazioni vengono definite collaterali.
• Dendriti: I dendriti si diramano dal corpo cellulare ricevendo afferenze da altri neuroni a livello di giunzioni specializzate chiamate sinapsi.
• Bottone sinaptico: Il bottone sinaptico (terminale asonico) è specializzato nel rilascio del neurotrasmettitore all’arrivo del potenziale d’azione.
• Radice dell’assone: Il monticolo assonico è specializzato nella genesi dei potenziali d’azione.

Localizzazione dei canali ionici sul neurone

Localizzazione dei canali ionici sul neurone (passivi, attivi voltaggio dipendenti e ligando dipendenti).

I canali ionici passivi si trovano nella membrana cellulare dei neuroni. I canali ligando dipendenti si trovano nei dendriti e nel corpo cellulare. I canali voltaggio-dipendenti per sodio e potassio sono localizzati in tutto il neurone, prevalentemente nell’assone e in maggior numero a livello del monticolo assonico. I canali voltaggio-dipendenti per il calcio sono localizzati nel terminale assonico.

Tipi di canali io