Fisiologia 1

Negli organismi pluricellulari: è il fluido interstiziale (o extracellulare) il mezzo nel quale

avvengono gli scambi cellulari. Esterno alla cellula, ma interno all’organismo chiamato

ambiente interno. Non importa quanto la cellula è lontana dall’ambiente esterno, è sempre e

solo l’ambiente extracellulare il mezzo di scambio. L’ambiente interno deve essere mantenuto

quindi costante in composizione per consentire i corretti scambi cellulari. Gli organi e sistemi

cono necessari per scambiare il materiale dall’ambiente esterno a quello interno. La maggior

parte delle cellule infatti non è in contatto con l’ambiente esterno.

LA SINAPSI ELETTRICA: Nella sinapsi elettrica le membrane delle due cellule comunicanti

sono connesse da gap junctions (giunzioni comunicanti). Le membrane sono separate da uno

spazio sottilissimo. In entrambe le membrane sono espressi canali che si allineano

perfettamente a formare delle comunicazioni funzionali tra le due cellule. Gli ioni possono

quindi passare attraverso queste strutture da una cellula all’altra andando a modificarne il

potenziale. La cellula A trasmette il potenziale d’azione fino al terminale che è connesso con

la cellula post sinaptica da gap junctions. Le correnti d’azione (quelle cioè responsabili del

potenziale d’azione) arrivate al terminale prendono la via della giunzione comunicante e

vanno a depolarizzare l’altra cellula. È veloce e bidirezionale.

LA SINAPSI CHIMICA: Nella sinapsi elettrica le membrane delle due cellule comunicanti sono

specializzate: la membrana della cellula che trasmette (pre-sinaptica) rilascia un messaggero

chimico (neurotrasmettitore) nello spazio sinaptico. Il neurotrasmettitore si va a legare ai

recettori situati sulla membrana della cellula ricevente (post-sinaptica). Risultato: il

neurotrasmettitore una volta legati i recettori situati sulla membrana post-sinaptica li attiva e

induce così una modificazione dello stato dei canali ionici sulla cellula ricevente che quindi

cambierà il suo potenziale. LA variazione di potenziale può essere una depolarizzazione o

iperpolarizzazione in relazione ai canali aperti o chiusi dai recettori

SINAPSI NEUROMUSCOLRAE: L’assone del motoneurone si divide in tanti rami quante sono e

fibre che va ad innervare. Ciascun ramo poi forma una serie di bottoni di contatto e l’insieme

dei bottoni di contatto vicini forma una “placca”. Questa struttura amplifica i siti di rilascio del

neurotrasmettitore favorendo una comunicazione più intensa ad ogni potenziale d’azione che

arriva al terminale. I meccanismi di trasmissione sono i medesimi della sinapsi chimica.

Neurotrasmettitore: acetilcolina. Recettore: nicotinico (ionotropo). Il canale è permeabile al

Na+ e K+, ma la forza motrice del Na+ >K+ pertanto la corrente in ingresso di Na+ è più

intensa di quella del K e la cellula muscolare si depolarizza. Il potenziale post sinaptico prende

il nome di potenziale di placca e si trasmette immediatamente al di fuori della placca motrice

dove trova i canali voltaggio dipendenti che generano il potenziale d’azione. Raggiunge

sempre la soglia per far entrare un potenziale d’azione sulla cellula muscolare rapporto 1:1

(un potenziale d’azione in arrivo dal neurone: 1 potenziale d’azione generato sul muscolo. Il

potenziale si trasmette lungo la cellula muscolare, quindi anche nei tubuli T che si trovano

proprio vicini alle cisterne del reticolo sarcoplasmatico. E’ qui che avviene l’accoppiamento

elettromeccanico.

ACCOPPIAMENTO ELETTRO-MECCANICO: il potenziale d’azione che viaggia sulla membrana

induce attraverso il recettore DHP l’apertura di canali per il Ca++ sul reticolo sarcoplasmatico

dove è sequestrato in grandi quantità. Il calcio liberato potrà innescare i meccanismi di

contrazione.

IL SISTEMA SENSITIVO: Comprende tutti i sistemi che trasmettono, analizzano e interpretano

le informazioni provenienti dall’ambiente esterno o interno sino a produrre, in alcuni casi, una

percezione consapevole degli stimoli. I sistemi sensoriali ricevono le informazioni dai diversi

tipi di recettori e la trasmettono al SNC. Quattro funzioni dei sistemi sensoriali: percezione,

controllo motorio, regolazione funzione organi interni, mantenimento stato di allerta.

Recettori: funzionano da trasduttori. Percepiscono stimoli provenienti dall’ambiente esterno

esterocettori), da organi interni (enterocettori) e da articolazioni e muscoli (propriocettori) e li

trasformano in segnali interpretabili dal SNC (potenziale d’azione). Neuroni sensitivi primari:

essi stessi recettori o in rapporto con essi inviano l’informazione relativa alle caratteristiche

dello stimolo ai centri nervosi attraverso le fibre afferenti sensoriali. Neuroni sensitivi

secondari: ricevono informazioni dai neuroni primari e le inviano ai neuroni terziari (talamo)

che le trasmettono alla zona di corteccia cerebrale specifica per quel tipo di sensibilità.

Il raggiungimento del livello di coscienza di uno specifico stimolo sensoriale (un tipo di energia

fisica) prende il nome di sensazione (suono, odore, contatto…). La capacità di recepire,

elaborare e interpretare l’informazione contenuta nello stimolo estraendone rappresentazioni

organizzate, significative e utili prende il nome di percezione (due stimoli sono uguali? Sono

vicini? hanno la stessa intensità?). Le informazioni sensoriali provenienti dagli organi interni e

da articolazioni e muscoli non raggiungono il livello di coscienza ma partecipano al controllo

motorio e alla costruzione dello schema corporeo (afferenze propriocettive) e danno origine a

risposte finalizzate al mantenimento dell’omeostasi (afferenze viscerali).

Afferenze sensoriali:

Sensibilità somatica: raggiungono il SNC attraverso le radici posteriori del Midollo

 Spinale e per la sensibilità della faccia e parte della testa tramite il V nervo cranico (n.

trigemino).

Sensibilità speciale: raggiungono il SNC attraverso organi di senso specifici e relativi

 sistemi di trasmissione vista (occhio, sistema visivo), udito (orecchio, sistema uditivo),

senso dell’equilibrio (orecchio, sistema vestibolare), gusto e olfatto (sensi chimici)

Sensibilità viscerale: raggiungono il SNC attraverso le radici posteriori del Midollo

 Spinale e tramite i nervi cranici.

Classificazione recettori:

Stimolo adeguato (meccanocettori, nocicettori, termocettori, chemocettori, fotocettori)

o Origine dello stimolo (esterocettori, telocettori, enterocettori, propriocettori)

o Derivazione embrionale (somatici, viscerali)

o

Classificazione recettori:

1. Recettore di I tipo: Il recettore è formato dalla terminazione libera di un neurone

sensitivo primario. Sono di questo tipo i recettori tattili, muscolari ed articolari.

2. Recettore di II tipo: Il recettore è una cellula specializzata in rapporto sinaptico con la

terminazione del neurone sensitivo primario. Sono di questo tipo i recettori

dell’orecchio.

3. Recettore di III tipo: Tra il recettore e il neurone sensitivo primario è interposta una

cellula di trasmissione. Questo tipo di recettore si trova solo nella retina (coni e

bastoncelli).

Funzione recettoriale: 1) Trasduzione, 2) Selettività, 3) Codifica temporale

1. Potenziale di recettore/generatore: natura locale e graduata. Amplificazione. Funzione

di trasduzione: trasformano l’energia dello stimolo in segnali elettrici. come? a) stimolo,

apertura canali di membrana, b) stimolo, sistema di secondi messaggeri, apertura

canali di membrana. La variazione del potenziale della membrana del recettore si

definisce potenziale di recettore è un potenziale graduato e , se supera la soglia si

definisce potenziale generatore.

Natura degli stimoli: Stimoli: fattori ambientali in grado di indurre la risposta adeguata di un

recettore. Gli stimoli tipici sono di natura:

• Elettromagnetica: calore radiante o luce

• Meccanica: pressione, onde sonore, vibrazioni

• Chimica: acidità, molecole di forma e dimensioni diverse

Intensità dello stimolo: quantità di energia (o la concentrazione in caso di stimoli chimici) in

grado di interagire con il recettore. Esiste per ogni tipo di stimolo una intensità soglia al di

sotto della quale il recettore non è attivato. Stimolo adeguato: ogni recettore è caratterizzato

da uno stimolo adeguato che rappresenta il tipo di stimolazione capace di attivarlo, e quindi di

produrre una sensazione, con la minore intensità. Es: lo stimolo adeguato per i recettori

retinici è la luce. In base allo stimolo adeguato i recettori vengono classificati come:

FOTORECETTORI: Attivati dalla luce, sono coinvolti nella sensazione visiva.

 CHEMOCETTORI: Attivati da stimoli chimici, sono coinvolti nei sensi del gusto e

 dell’olfatto e risentono della presenza di specifiche sostanze nel sangue e nei liquidi

corporei.

MECCANOCETTORI: Attivati dalle deformazioni fisiche, sono coinvolti nei sensi del tatto

 e dell'udito e possono misurare lo stiramento di un muscolo o di un tendine.

TERMOCETTORI: Attivati dalla temperatura, rilevano il calore. NOCICETTORI: Attivati da

 stimoli nocivi sono associati con la sensazione di dolore.

I sistemi sensoriali codificano 4 attributi dello stimolo: modalità, sede, durata, intensità.

La modalità si riferisce alla tipo di variazione di energia trasdotta dal recettore (visiva,

acustica, olfattiva, gustativa vestibolare, tattile, termica, dolorifica). La codifica della modalità

si fonda sulle proprietà Recettoriali. Codice della linea marcata: il cervello associa un segnale

che proviene da un determinato tipo di recettori ad una sola modalità (esempio recettore

dolore naturalmente o artificialmente stimolato). Ad un determinato tipo di recettori si

associano neuroni sensoriali di proiezione che seguono una via esclusiva che termina in

determinate porzioni dell’encefalo. La modalità è quindi indicata da quali neuroni sensoriali si

attivano e dalla regione dell’encefalo in cui termina la via afferente.

Intensità: non può essere codificata in ampiezza potenziale d’azione perché è tutto o nulla!

numero recettori attivati (codice di popolazione)

o frequenza potenziali d’azione (codice di frequenza)

o

Codice di popolazione: non tutti i recettori hanno la stessa soglia. Alcuni necessitano intensità

più elevate per essere stimolati. Codice di frequenza: viene codificata dalla durata della

scarica e ancora dalla frequenza. Tanto più a lungo lo stimolo persiste tanti più potenziali

vengono generati.

Durata: La codifica della durata dipende dalle proprietà di adattamento del recettore.

Adattamento: riduzione della risposta al perdurare dello stimolo applicato al recettore.

L’adattamento può essere: