Appunti Fisiologia Generale

Fisiologia

La fisiologia si basa sulla definizione di modelli messi a punto utilizzando le leggi della fisica classica. Si parte dal dato sperimentale, ma i valori dati possono essere solo indicativi dell’ordine di grandezza, non sono da considerarsi come grandezze certe e definite.

Importanza della rappresentazione grafica

La cellula è l’unità biologica più piccola della materia vivente; esistono diversi tipi di cellule, che sono caratterizzate da diverse forme. Tutti i sistemi biologici sono replicazioni di cellule. La membrana cellulare è l’elemento di separazione tra il liquido extra e intracellulare.

Componenti degli esseri biologici

• Acqua: nel feto 90%, nell’adulto 70% (l’apporto di acqua diminuisce con l’età); è una molecola dipolo dovuta alla diversa elettronegatività di idrogeno e ossigeno.
• Ioni (Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺): stabiliscono facilmente relazioni con molecole d’acqua (le quali formano la conchiglia di idratazione intorno allo ione; la conchiglia avrà dimensioni maggiori con una maggiore elettronegatività); Na⁺ e Cl^- si trovano con una maggiore concentrazione all’esterno della cellula, mentre K⁺ si trova maggiormente all’interno della cellula.
• Proteine (si possono caricare positivamente o negativamente, ma nella cellula umana tendono ad essere negative in quanto il nostro pH è normalmente basico, circa 7,4; sono quindi molecole anfotere – cioè che possono manifestare comportamento sia acido che basico – la cui carica dipende dal pH del mezzo in cui si trovano).

I liquidi presenti nel corpo possono essere di natura intra o extracellulare; i liquidi extracellulari sono il plasma e il liquido extracellulare propriamente detto. Il gradiente di concentrazione è la differenza di quantità di un soluto tra dentro e fuori la cellula. Le differenze di concentrazione sono più importanti delle analogie, in quanto sono queste differenze che contribuiscono alle caratteristiche della cellula.

Le molecole in acqua tendono a dissociarsi, perché la forza di coesione in acqua diminuisce di 80 volte. La membrana è costituita da lipidi e proteine; divide il contenuto intra ed extracellulare; è coinvolta nel passaggio o trasporto di sostanze da una parte all’altra della membrana (svolge un compito fondamentale). I lipidi non permettono il passaggio di sostanze non liposolubili (tipo ioni, acqua, proteine e molecole polari in genere), fungendo quindi da barriera per acqua e ioni, mentre alcol e gas respiratori riescono a diffondere attraverso la membrana.

Funzioni della membrana

Il problema posto dalle caratteristiche chimiche e fisiche della membrana è il trasporto di sostanze non liposolubili, per questo è fondamentale lo studio delle funzioni della membrana. La teoria cellulare inizialmente prevedeva l’esistenza di pori nella membrana, attraverso cui passavano le sostanze bloccate dalla membrana fosfolipidica. Solo successivamente si è parlato di proteine canale, le quali attraversano per tutto il suo spessore la membrana e permettono il passaggio di sostanze idrosolubili; le proteine canale sono selettive e possono funzionare da cancelli (si possono aprire e chiudere), regolati da ligandi (regolazione chimica), stato elettrico (regolazione elettrica), forma (regolazione meccanica). Il passaggio diretto è detto diffusione.

Le proteine carrier sono proteine che permettono il trasporto di molecole troppo grandi e/o non liposolubili; modificano la propria forma per far passare la sostanza attraverso la propria struttura; sono altrettanto selettive. Sfruttano le proteine carrier i glucidi, gli aminoacidi e i nucleosidi.