Fisiologia

FISIOLOGIA

Contenuti:

• fisiologia e omeostasi

• cellula membrana plasmatica

• sistema nervoso

• muscolare sensoriale

• Endocrino

• Urinario

• Digerente

• Cardiovascolare

• sistema respiratorio

Fisiologia (studio della natura) studia funzionamento degli organismi viventi in condizioni normali --> essa

approfondisce meccanismi di base (cellule) e i sistemi che compongono organismi --> studia il perché (scopo) e il

come (meccanismo)

Mentre anatomia studia la struttura, la fisiologia studia le funzioni

Livelli di organizzazione strutturale: chimico/ cellulare/tessuto (cell con stesse funzioni e struttura simile)/ organo/

sistema o apparato

Sistema: organi con la stessa origine embrionale

Apparato: insieme di organi con diversa origine embrionale

Tipi di cellule e funzioni:

• collegano parti del corpo: fibroblasti, situati lungo fibre che essi stessi secernono, hanno retic end rugoso e app

golgi che producono e secernono le unità strutturali proteiche che compongono fibre; Eritrociti, trasporto di

ossigeno (no organuli citoplasm e nucleo)

• rivestimento degli organi: cell epiteliali, forma esagonale che permette alle cell di unirsi formando lamine

• accumulo materiali di riserva: cell adipose, sferiche e grandi, contengono grande goccia lipidica nel citoplasma;

servono per formazione e immagazzinamento trigliceridi

• difesa contro le malattie: globuli bianchi, funzione di difesa da antigeni

• raccolgono informazioni e regolano funzionamento organismo: cell nervose, (neurone) ricevono e trasmettono

messaggi, rilasciano neurotrasmettitori

• movimento di organi e corpo: Fibre muscolari, scheletriche, cardiache, cell muscolari lisce: contengono filamenti

contrattili, pompano sangue e modificano dimensioni organi per muovere sostanze interne al corpo

• riproduzione dell’organismo: ovocita e spermatozoo

Tessuti umani classificati in

1. Epiteliale

Funzione di rivestimento, secrezione, assorbimento, protezione. Sono cell strettamente connesse, che presentano

membrana basale, si rinnovano, no vasi sanguigni

Tipi di tessuto: squamoso semplice, cubico semplice, colonnare semplice, colonnare ciliato pseudostratificato

2. Nervoso

Formato da neuroni e cell gliali (sostengono e nutriscono neuroni) --> sistema nervoso

Cell gliali/ nevroglia: microglia (fagocita), astrociti (x nutrienti), oligodentrociti e cellule di Schwann (x mielina)

Funzione di coordinamento fra le parti del corpo e permette di rispondere agli stimoli dell’ambiente

3. Muscolare

Funzione di movimento, cellule di forma allungata --> fibre muscolari, che si contraggono e permettono movimento

Contrazione basata su scorrimento filamenti di actina e miosina

Tipi di tessuto: scheletrico, cardiaco, liscio

4. Connettivo

Funzione di collegamento fra diversi organi (+ sostegno e protezione)

Forma ossa, tendini, cartilagini, legamenti, ecc

Cellule immerse in matrice, la quale contiene fibre collagene ed elastina

Sistemi e apparati del corpo umano:

- Tegumentario: capelli, cute, unghie --> rivestimento e protezione

- Scheletrico: cartilagini, articolazione, ossa --> sostegno e protezione

- Muscolare: muscoli scheletrici --> contrazione muscoli e movimento

- Cardiovascolare: cuore e vasi sanguigni --> pompa sangue e trasporto

- Respiratorio: cavità nasale, faringe, laringe, trachea, bronchi, polmoni --> scambio di ossigeno

- Digerente: cavità orale, esofago, intestino tenue e crasso, retto --> degrada cibo in nutrienti

- Endocrino: epifisi, ipofisi, tiroide, timo, ghiandole surrenali, pancreas, testicolo/ovaio --> secernono ormoni

per regolare organismo

- Riproduttivo: vescica seminale, prostata, pene, testicolo, scroto / ghiandola mammaria, tuba uterina, ovaio,

utero, vagina

- Urinario: rene, uretere, vescica urinaria, uretra --> regola equilibri dei liquidi

- Linfatico e immunitario: linfonodi e vasi linfatici che raccolgono liquido che fuoriesce per rimetterlo nel

sangue mentre l’immunitario x difesa

- Nervoso: encefalo, recettore sensoriale, midollo spinale, nervi --> controllo e elabora informazioni + risposta

Omeostasi: il nostro corpo è esposto a variazioni interne ed esterne --> si rompe equilibrio e il nostro organismo

cerca di compensare e riformare l’equilibrio.

Se la compensazione fallisce si ha disordine o malattia, se ha successo si ha benessere

--> capacità di reagire ai cambiamenti esterni conservando equilibrio interno

--> tutti i sistemi lavorano per il mantenimento dell’omeostasi

− Funzione di controllo by sistema nervoso ed endocrino

− Funzione sensoriale e risposta motoria by tegumentario, scheletrico, muscolare

− Funzione di trasporto by cardiovascolare e linfatico

− Funzione riproduttiva by riproduttivo maschile e femminile

I meccanismi fisiologici autoregolati, che operano per mantenere condizioni ottimali dell’ambiente interno e per

ristabilirle, in caso di alterazioni, sono definiti meccanismi omeostatici

Tutte le cellule dell’organismo nonostante svolgano funzioni diverse hanno in comune caratteristiche di base:

▫ Hanno bisogno di ossigeno per produrre energia

▫ Quasi tutte si riproducono

▫ Tutte sono immerse nel liquido extracellulare

--> liquido interstiziale: fondamentale per mantenere l’omeostasi; costituito da vettore acquoso che contiene

zucchero, acidi grassi, ecc

Scienziato Bernard (parla di costanza ambiente interno) ipotizza 2 ambienti:

• Esterno, nel quale è posto l’organismo

• Interno, nel quale vivono elementi che costituiscono l’organismo (plasma, liquido extracellulare)

Fisiologia è lo studio di come lavorano e come funzionano il corpo e le sue parti (organi e sistemi) al fine di

mantenere l’omeostasi

Organismo è un sistema aperto che scambia energia e materia con l’ambiente esterno

Sistema aperto: è un sistema che modifica un segnale in entrata, nell’ingresso, lo modifica, lo elabora, generando un

segnale in uscita (es. sistemi biologici; ma essi non sono lineari, sono complessi e si hanno differenti risposte)

Sistema di controllo: deve verificare valori (es. Temperatura) e controllare che siano mantenuti entro limiti

prestabiliti; Affinché esso sia efficace ha sensori che definiscono lo stato del sistema misurando la variabile

controllata

• Sistema di controllo a feedback, perturbazione esercita effetto sul sistema

• Sistema di controllo a feedforward, viene rilevata perturbazione specifica dal sensore, che induce effetti sullo stato

del sistema (evita che perturbazione abbia effetto, la anticipa, previene). Modificazione anticipata dello stato del

sistema

Sistemi di controllo omeostatico:

• Intrinseco, risposte locali di un organo a un cambiamento

• Estrinseco, meccanismi regolatori che cominciano fuori, innescate da fattore esterno attraverso coinvolgimento

sistema nervoso ed endocrino

Sistema controllato: sistema manipola e controlli gli ingressi in modo che essi non determinano variazioni che

vadano a contrastare la condizione di equilibrio dell’organismo

Meccanismi omeostasi:

− Recettore, sensore sensibile a cambiamento o stimolo ambientale

− Centro di integrazione/regolazione, riceve ed elabora informazioni fornite dal recettore, le confronta con valore da

mantenere, se riscontra alterazione invia comando a effettore

− Effettore, rappresentato da cellula /organo che risponde a comando; agisce modificando ambiente interno

-->risposta a variazioni (dette stimoli) avviene inviando informazioni (input) al centro di controllo, lungo una via

afferente. Dal centro escono attraverso una via efferente e arrivano al bersaglio o all’effettore -->risposta

I risultati della risposta influenzano a ritroso (feedback) lo stimolo (cambiamento iniziale), riducendolo, in modo da

arrestare il meccanismo di controllo, oppure intensificandolo, per far continuare la reazione + velocemente

Feedback:

• Negativo, per riportare la variabile entro l’ambito di valori normali

• Positivo, la risposta rinforza lo stimolo

In caso di squilibrio dell’omeostasi:

• Disturbo, deviazione dalla norma riscontrabile in una funzione

• Malattia, disturbo contraddistinto da sintomi e segnali riconoscibili

Comunicazioni intercellulari attraverso:

Giunzioni fra membrane plasmatiche

• Giunzioni comunicanti, comunicazione diretta tra due cellule

Matrice extracellulare

• Comunicazione paracrina, tramite rilascio sost chimica in liquido extracell --> arriva a recettore

• Autocrina, quando il bersaglio della sost chimica è la cellula stessa

Mediatori chimici

• Endocrina, tramite ormoni

• Sinaptico, trasmissione nervosa

Sistemi di comunicazione cellulare

Endocrino, tramite ormoni e agiscono su cell con recettori specifici

Nervoso, tramite segnali chimici/ elettrici che percorrono assone e vengono rilasciati

Teoria cellulare:

Proteine di membrana: integrali (o transmembrana), non possono essere rimosse facilmente senza danneggiare la

cellula; periferiche, legate a superficie interna o esterna e vengono separate facilmente da essa

Carboidrati di membrana, solitamente associati a lipidi e proteine (glicolipidi e glicoproteine). Essi contengono parte

zuccherina che si estende oltre la membrana, formando il glicocalice. Esso può favorire l’ancoraggio della cellula a un

sito, funge da recettore, lubrificazione e protezione della membrana, ecc

Colesterolo aiuta a mantenere in posizione stabile e ordinata le code lipidiche

Fluido: intracellulare, contenuto dentro le cell quindi citosol; oppure extracellulare, fra gli spazi fra le cell adiacenti

detto anche interstiziale

Componenti della cellula:

Centrosoma e centrioli Citoscheletro Membrana plasmatica Proteasomi

2 centrioli in citoplasma Proteine organizzate in Doppio strato di fosfolipidi Cilindri cavi di enzimi con

costituiti da microtubuli; filamenti; solidità e + steroidi, carb, prot; proteine regolatrici;

essenziali x spostam crom sostegno isolamento e protezione, scissione e riciclo di prot

in divisione cell permeabilità intracell danneggiate o

anomale

Ribosomi Perossisomi App Golgi Mitocondri

RNA+ proteine, fissi legati Vescicole con enzimi litici; Membrane appiatt cave; Doppia membrana con

a retic endopl rugoso, catabolismo grassi e altri deposito, modifica e pieghe interne con enzimi

liberi sparsi in citoplasma; composi, neutralizz impacchetto prodotti di metabolici; produzione di

sintesi proteica composti tossici secrezione ed enzimi lisos ATP

RE (retic endoplasmatico) RE rugoso RE liscio Nucleo

Rete di canali in citoplas; Ha ribosomi, modifica e No ribosomi, sintetizza DNA, controllo

sintesi prodotti di impacchetta proteine di lipidi e carboidrati metabolico, deposito,

secrezione, deposito e nuova sintesi elaborazione informazioni,

trasporto, detossificazione controllo sintesi proteica

da farmaci e tossine

Differenze liquido intracellulare/extracellulare

• Concentrazione iodio/potassio: quella di potassio è maggiore nel citosol che nel liquido extracellulare, mentre

quella di sodio è più bassa nel citosol e maggiore nell’extracellulare (K+ maggiore in citosol, Na+ maggiore in extra)

• Concentrazione di proteine in sospensione: è più alta nel citosol rispetto all’extracellulare

• Concentrazione di nutrienti: citosol contiene piccole quantità di carboidrati, lipidi, proteine rispetto

all’extracellulare, che però è solo un mezzo di trasporto e non un deposito

Organuli citoplasmatici possono essere

membranosi (non a contato diretto con il citosol, es. Nucleo, circondato da rivestimento membranoso);

non membranosi, a diretto contatto con il citosol, non racchiusi da membrane

Centrosoma (non membranoso)

--> regione del citoplasma, situata vicino al nucleo dalla quale prende avvio la divisione cellulare

--> centro di organizzazione microtubulare delle cellule. I microtubuli si originano dal centrosoma e si irradiano verso

il citoplasma

--> circonda una coppia di strutture cilindriche, centrioli (composti da corti microtubuli)

Proteasomi: contengono enzimi che degradano e distruggono proteine del citoplasma

Proteine e lipidi, inglobati all’interno di vescicole di trasporto e diretti all’apparato del Golgj (che ne consente il

trasporto tramite vescicole

Lisosomi, contengono enzimi in grado di distruggere molecole

Il passaggio delle sostanze attraverso la membrana cellulare può essere passivo o attivo.

- I trasporti passivi spostano ioni o molecole attraverso la membrana cellulare senza consumo di energia da

parte della cellula. Esempio: diffusione e osmosi

- I trasporti attivi richiedono che la cellula consumi energia, generalmente in forma di ATP. Esempio: il

trasporto vescicolare

Tre termini per descrivere possibili situazioni:

1) isotonica: le due soluzioni confrontate hanno uguale concentrazione di soluti

2) ipotonica: minore concentrazione di soluti

3) ipertonica: alta concentrazione di soluti

Potenziale transmembrana: Il versante interno della membrana cellulare ha una leggera carica negativa rispetto

all’esterno. La carica negativa sul lato citoplasmatico della membrana è dovuto a proteine anioniche cariche

negativamente che sono troppo grosse per passare attraverso i canali ionici di membrana. L’eccesso di cariche

positivi sul versante esterno è dovuto a cationi, soprattutto sodio.

Quando le cariche positive e negative sono tenute separate, tra loro esiste una differenza di potenziale

Il potenziale di membrana in una cellula non sollecitata viene definito potenziale di riposo.

SISTEMA NERVOSO

Raccoglie informazioni, le elabora e attiva le risposte adeguate agli stimoli ricevuti

Funzioni del sistema nervoso:

1. Sensoriale, recettori sensoriali rilevano stimoli e li trasmettono attraverso neuroni sensoriali o afferenti

2. Di integrazione, elabora informazione e predispone risposta --> interneuroni

3. Motoria, risposta motoria determinata da neuroni motori o efferenti, che trasportano informazione da encefalo a

midollo spinale e da qui a effettori, attraversi nervi cranici e spinali

Sistema nervoso

• Centrale, costituito da encefalo e midollo spinale

• Periferico, nervi cranici e spinali e recettori sensoriali

Dalla base dell’encefalo partono 12 nervi cranici.

Dal midollo spinale emergono 31 paia di nervi spinali

Polimerizzazione del neurone (comunicazione fra neuroni): i dendriti ricevono informazione e la conducono al corpo

cellulare, poi gli assoni conducono i segnali verso i neuroni contigui

Tessuto nervoso: costituito da neuroni e cell gliali

I neuroni sono costituiti da

- Dendriti, prolungamenti che ricevono segnale e lo conducono verso corpo cellulare

- Corpo cellulare, è presente il nucleo

- Assone, prolungamento che conduce gli impulsi in uscita dal neurone

Nevroglia: SNC=astrociti, cell ependimali, microglia, oligodendrociti; SNP= cell di Schwann e cell satelliti

- Microglia, fagocita batteri e scart cellulari

- Cell ependimali, compongono l’ependima, sottile epitelio cubico che riveste ventricoli cerebrali e canale

centrale del midollo spinale. Esse producono liquido cerebrospinale, le ciglia aiutano circolazione liquido

- Cellule satellite (che regolano O2, CO2 e nutrienti, intorno ai neuroni gangliari)

- Oligodentrociti(SNC) e cell di Schwann (SNP) formano mielina, circonda fibre nervose e accelera velocità

impulsi ---> grazie a mielina --> propagazione saltatoria dell’impulso

Demielinizzazione: perdita o distruzione di guaina mielinica --> sclerosi multipla, malattie autoimmuni

*Sclerosi multipla: malattia demolisce guaina mielinica dei neuroni del SNC --> si creano cicatrici indurite e placche

Malattia autoimmune, il sistema

immunitario del corpo non riconosce

come propria la guaina mielinica e la

danneggia, provocando il

rallentamento e il blocco della

propagazione dell’impulso nervoso*

- Astrociti, a forma di stella, mediano

passaggio nutrienti fra vasi sang e

neurone. Formano tessuto cicatriziale

dove i neuroni vengono danneggiati --

> astrocitosi

Astrocitoma: Rigonfiamento

(edema) di cell gliali che danneggia

neuroni, responsabili dei sintomi dei

danni cerebr --> oligodentrociti (SNC)

e cell di Schwann (SNP) formano

mielina (strato isolante che consente propagazione veloce)

I neuroni contengono:

1) Principali componenti cellulari

Mitocondri: forniscono energia metabolica per i processi cellulari

Nucleo cellulare: contiene le istruzioni genetiche (cromosoma)

Ribosomi: traducono le informazioni genetiche in proteine

2) parti strutturali specifiche correlate all’elaborazione delle informazioni:

Corpo cellulare (o soma) detto pirenoforo

Prolungamenti cellulari: i dendriti (ricettivi, a volte hanno spine dendritiche: protuberanze x aumentare superficie di

contatto) e gli assoni (trasmittenti) -->telodendri: remificaz terminali di assone

Gli assoni possono non essere mielinizzati oppure si, fra le capsule di mielina ci sono i nodi di Ranvier

Comunicazione fra neuroni avviene grazie ad impulso di natura elettro-chimica, tramite membrana presinaptica

(assone neurone presinaptico), fessura sinaptica (che separa le membrane) e membrana post sinaptica (dendrite del

neurone post sinaptico)

Si ha uno stimolo che produce un cambiamento del potenzial