Riassunto esame Fisiologia, Prof. Masala Carla, libro consigliato Fisiologia , Silverthorn

Fisiologia

La fisiologia è la disciplina che si occupa dello studio delle funzioni di un organismo vivente, concentrandosi sull'aspetto funzionale e dinamico della vita. Il termine "fisiologia generale" fu coniato da Claude Bernard nel 1872, trasformando la fisiologia da una scienza teleologica a una che indaga il "come" piuttosto che il "perché" dei fenomeni. Claude Bernard definì la fisiologia come lo studio dei fenomeni comuni ad animali e piante, spostando l'attenzione dal motivo teleologico al meccanismo metafisico. Secondo Bernard, la fisiologia è la scienza che si propone di studiare i fenomeni degli esseri viventi e di definire le condizioni materiali che ne permettono la manifestazione. Il metodo scientifico, basato su osservazione, ipotesi ed esperimento, è fondamentale nella fisiologia. Bernard sottolineò che uno scienziato deve padroneggiare sia la teoria che la pratica sperimentale, partendodall'osservazione di un fatto, sviluppando un'idea, ragionando e programmando un esperimento, per poi derivare nuovi fenomeni da osservare. La fisiologia ha progressivamente approfondito gli studi con un approccio riduzionista, che analizza sistemi complessi suddividendoli in componenti più semplici. La cellula, come più piccola unità funzionale, è fondamentale per realizzare i processi vitali, e gli organismi pluricellulari, come il corpo umano, sono organizzati in sistemi e apparati. SISTEMA si intende un insieme di organi morfologicamente e funzionalmente omogenei e con la stessa derivazione embrionale. APPARATO si intende un insieme di organi morfologicamente e funzionalmente diversi e con diversa derivazione embrionale. Il corpo umano, con le sue 100 trilioni di cellule, può essere paragonato a una società o un ordine sociale di cellule. Queste cellule, differenziandosi in forma, dimensione, struttura e funzione, collaborano per regolare lavita di un individuo. I sistemi e gli apparati, insiemi di organi omogenei o diversi, interagiscono per mantenere l'omeostasi, principio fondamentale della fisiologia. La fisiologia comprende l'analisi dei liquidi corporei, suddivisi in compartimenti come il liquido extracellulare, e la definizione di parametri chiave come ossigeno, anidride carbonica, ioni sodio, potassio, calcio, cloro, bicarbonato, glucosio, temperatura corporea e pH. Costituenti fondamentali e caratteristiche fisiche del liquido extracellulare Una diminuzione eccessiva della concentrazione di potassio può portare a una paralisi muscolare, mentre un aumento di circa il doppio del valore normale può causare una riduzione dell'attività cardiaca. Inoltre, un dimezzamento della concentrazione di ione calcio aumenta il rischio di contrazioni tetaniche nella muscolatura scheletrica, a causa di variazioni spontanee di potenziale nei nervi periferici. Se la concentrazione di glucosio scende al disotto della metà del valore normale, si possono verificare gravi stati di agitazione mentale e, in alcuni casi, convulsioni. Omeostasi: controllo dell'ambiente interno La fisiologia si basa su principi fondamentali, tra cui l'omeostasi, il controllo dell'ambiente interno attraverso meccanismi di feedback e la termoregolazione. Walter Cannon, nel 1932, coniò il termine "omeostasi" per descrivere i processi organici finalizzati a mantenere costanti le proprietà fisiche e chimiche del mezzo interno. I postulati di Canon:

• Il sistema nervoso ha un ruolo nel mantenimento del mezzo interno.
• Alcuni sistemi dell'organismo sono sottoposti a controllo tonico.
• Alcuni sistemi sono sottoposti a controllo antagonistico.
• Un dato segnale chimico può esercitare effetti diversi nei vari tessuti.

L'omeostasi è supportata da meccanismi di feedback, con feedback negativo (controreazione) che ha un effetto stabilizzante e

1. FATTORI AMBIENTALI (osmolarità, temperatura e pH).
2. MATERIALI PER LE NECESSITÀ CELLULARI (nutrienti, acqua, ioni inorganici, ossigeno, glucosio...).
3. SECREZIONI INTERNE

Se il corpo non riesce a mantenere l'omeostasi delle variabili critiche identificate da Cannon, la normale funzione viene compromessa, portando a uno stato di malattia o condizione patologica. Le malattie possono essere generalmente suddivise in due categorie in base alla loro origine: interne, quando il problema deriva da un fallimento di processi fisiologici nel correggere gli errori, e esterne, quando hanno origine da fonti esterne.

Le cause interne delle malattie comprendono la crescita

anomala di cellule, che può risultare in cancro o tumori benigni; la produzione di anticorpi contro i tessuti del proprio corpo (malattie autoimmuni); e la morte prematura delle cellule o danneggiamento dei processi cellulari. Anche le malattie ereditarie sono considerate di origine interna. Le cause esterne delle malattie coinvolgono l'azione di sostanze chimiche tossiche, traumi fisici e invasori esterni come virus e batteri. Quando l'omeostasi è disturbata, l'organismo cerca di compensare. Se la compensazione è efficace, l'omeostasi viene ripristinata; se fallisce, la malattia può insorgere. Per quanto riguarda l'ambiente interno del corpo, per gli animali multicellulari, questo consiste nell'ambiente acquoso che circonda le cellule, noto come liquido extracellulare (LEC). Questo fluido rappresenta la transizione tra l'ambiente esterno dell'organismo e il liquido intracellulare (LIC) all'interno delle cellule. Quando lacomposizione del liquido extracellulare si discosta dai valori normali, si attivano meccanismi correttivi per riportare il LEC alle sue condizioni normali. Ad esempio, il consumo eccessivo di acqua attiva meccanismi renali che eliminano l'acqua in eccesso, evitando danni alle cellule causati da variazioni osmotiche. Il principio della "retroazione" (feed-back) Ci sono due forme di retroazione: - retroazione negativa o controreazione (feedback negativo): questo costituisce il fondamento della regolazione dei fenomeni naturali e ha un effetto stabilizzante. - retroazione positiva o (feedback positivo): si verifica raramente e ha un effetto destabilizzante. Feedback negativo Un percorso in cui la risposta contrasta o elimina il segnale è definito come retroazione negativa, o feedback negativo. I circuiti a feedback negativo contribuiscono a stabilizzare la variabile regolata, favorendo così il mantenimento dell'omeostasi. Quando lo stimolo viene interrotto,

Il circuito di risposta si disattiva. Sebbene i circuiti a retroazione negativa siano in grado di ripristinare lo stato normale, non possono prevenire una perturbazione iniziale.

Feedback positivo

In un meccanismo a retroazione positiva, la risposta amplifica lo stimolo anziché diminuirlo o eliminarlo. In questo contesto, la risposta spinge la variabile regolata ulteriormente lontano dal suo valore normale. Questo scatena una serie di risposte in crescendo che può temporaneamente sfuggire al controllo del sistema. Poiché la retroazione positiva intensifica la risposta, è necessario un intervento esterno o un evento per interrompere il processo. Un esempio di retroazione positiva si verifica nel controllo ormonale delle contrazioni uterine durante il parto.

Nel periodo prossimo al parto, il feto si posiziona più in basso nell'utero, esercitando pressione sul cervice. Questa pressione stimola segnali nervosi che attivano la neuroipofisi a rilasciare l'ormone ossitocina.

L'ossitocina, a sua volta, induce le contrazioni dell'utero, spingendo la testa del feto ancora più vigorosamente contro la cervice e provocandone ulteriore stiramento. Il notevole stiramento della cervice provoca un aumento del rilascio di ossitocina, innescando ulteriori contrazioni uterine che spingono il feto in direzione della cervice. Questo ciclo persiste fino al momento del parto. A quel punto, lo stiramento della cervice diminuisce, ponendo fine al feedback positivo. Controllo locale e riflesso Un sistema di controllo è composto da tre elementi fondamentali: 1. Segnale di ingresso 2. Centro di controllo o integrazione: Questo componente integra le informazioni in ingresso e avvia la risposta appropriata. 3. Segnale di uscita: Questo genera la risposta necessaria. Nel caso del controllo riflesso a lunga distanza, il modello diventa più complesso poiché deve integrare informazioni provenienti da diverse fonti e fornire un'uscita che influenzi.

più bersagli.Il controllo locale, invece, è circoscritto al tessuto o alla cellula coinvolta. In un sistema di controllo locale,un cambiamento si verifica in modo relativamente isolato in un tessuto. Le cellule nelle vicinanze rilevanoquesto cambiamento e rispondono, di solito, rilasciando una sostanza chimica. L'effetto della risposta èlimitato alla regione in cui si è verificato il cambiamento.

Un esempio di controllo locale si manifesta quando la concentrazione di ossigeno diminuisce in un tessuto.Le cellule che rivestono i piccoli vasi sanguigni rilevano questa diminuzione e rispondono secernendo unsegnale chimico. Questa molecola segnale si diffonde fino a raggiungere le cellule muscolari circostanti,inducendone il rilassamento. Il rilassamento dei muscoli provoca l'espansione dei vasi sanguigni(vasodilatazione), aumentando così l'afflusso di sangue e fornendo una maggiore quantità di ossigenoall'area.

variazioni del segnale in ingresso e decide se è necessaria una risposta. Se la risposta è necessaria, ilcentro di integrazione invia un segnale di uscita al sistema effettore, che è responsabile dell'esecuzionedella risposta. Il sistema effettore può essere un muscolo, una ghiandola o un altro organo che produceuna risposta specifica per riportare il parametro al suo valore normale.Il circuito a retroazione è responsabile di monitorare il parametro controllato e fornire informazioni alcentro di integrazione per regolare la risposta. Questo feedback permette al sistema di adattarsi allevariazioni dell'ambiente e mantenere l'omeostasi.Il controllo riflesso è un meccanismo fondamentale per il funzionamento dell'organismo e permette dimantenere stabili i parametri vitali. Senza un adeguato controllo riflesso, l'organismo sarebbe vulnerabilealle variazioni dell'ambiente e non potrebbe sopravvivere.nse desiderata. Il sensore può essere di diversi tipi, come ad esempio un sensore di temperatura, un sensore di pressione o un sensore di movimento. Una volta che il sensore rileva una variazione nelle condizioni ambientali, invia un segnale al sistema di controllo. Il sistema di controllo elabora le informazioni ricevute dal sensore e prende una decisione in base a queste informazioni. Questa decisione può essere ad esempio l'attivazione di un dispositivo di raffreddamento se il sensore di temperatura rileva un aumento della temperatura ambiente. Una volta presa la decisione, il sistema di controllo avvia un segnale in uscita che viene inviato al dispositivo di controllo. Questo segnale può essere ad esempio un segnale elettrico che attiva un motore o un segnale luminoso che indica una determinata condizione. Il dispositivo di controllo riceve il segnale in uscita e attua la risposta desiderata. Ad esempio, se il segnale in uscita è un segnale elettrico che attiva un motore, il motore si mette in movimento e compie una determinata azione. In questo modo, il sistema di controllo permette di automatizzare determinate operazioni e di rispondere in modo rapido ed efficiente alle variazioni delle condizioni ambientali.