Fisiologia umana

Peptide natriuretico (ANP)

È secreto dalle cellule negli atri del cuore in risposta alla distensione delle pareti degli atri, che avviene quando il volume plasmatico è aumentato. L’ANP aumenta l’escrezione di sodio, aumenta la filtrazione glomerulare e diminuisce il riassorbimento di sodio. Inibisce la secrezione di renina, inibendo il sistema renina-angiotensina, inoltre riduce la secrezione di aldosterone da parte della corticale del surrene.

I livelli plasmatici di ADH dipendono anche dai segnali di aumento da parte dei barocettori che controllano il volume ematico e la pressione ematica. Quando la pressione o il volume ematico diminuiscono, anche la frequenza di scarica afferenti dei potenziali d’azione nei barocettori diminuisce. L’inibizione dell’attività dei barocettori stimola l’aumento della secrezione di ADH, che a sua volta aumenta il riassorbimento di acqua per non avere ulteriori perdite di pressione. Se il volume ematico o la pressione arteriosa aumenta, allora la secrezione di ADH diminuisce, questo comporta ad un aumento di escrezione di acqua, che a sua volta riduce sia il volume ematico che la pressione arteriosa.

Bilancio del sodio

Il sodio è il principale soluto nel liquido extracellulare, quindi è importante la sua regolazione soprattutto a livello del plasma (natremia). Il riassorbimento di sodio avviene nei tubuli prossimali e distali.

Tubulo prossimale

• Il sodio è trasportato attivamente attraverso la membrana basolaterale della pompa sodio/potassio. Il sodio poi attraversa la membrana apicale sia per cotrasporto con una molecola organica come il glucosio o un AA, o per cotrasporto con un altro ione come l’idrogeno.

Tubulo distale

• Il sodio è ugualmente trasportato attraverso la membrana basolaterale della pompa sodio/potassio, e il sodio attraversa la membrana apicale sia per cotrasporto con ioni cloro, che attraverso i canali del sodio. Inoltre a volte il riassorbimento di sodio si accompagna alla escrezione di potassio. Dato che il sodio e il potassio sono cationi, questo deve essere bilanciato dal riassorbimento di un anione come il cloro e il bicarbonato.

Aldosterone

• È un ormone steroideo prodotto della corticale del surrene che regola il riassorbimento di sodio e la secrezione di potassio. Questo ormone si lega ai recettori nelle cellule del tubulo si tale del dotto collettore dove ha diversi effetti
  • Aumentare il numero di canali aperti per il sodio e potassio
  • Stimolare la sintesi di pompe sodio/potassio

Questo ormone è molto importante nel sistema renina-angiotensina-aldosterone

Equilibrio acido-base

Il pH del sangue arterioso è regolato dalle azioni combinate dei polmoni e dei reni. Il pH deve essere tra 7,38 – 7,42, una sua diminuzione può dare acidosi, mentre un suo aumento può dare alcalosi.

Acidosi, entrano nel sangue troppi acidi dal metabolismo e dalle dieta e vengono eliminati attraverso i reni (sotto forma di ioni idrogeno con le urine) e attraverso i polmoni (sotto forma di CO2).

Alcalosi, sono presenti troppe basi nel nostro corpo, è dovuto ad una disidratazione prolungata, cosume di sostanze basiche o da iperventilazione.

Esistono 3 linee di difesa per il mantenimento del pH

• Azione tampone sugli ioni

La neutralizzazione dalle condizioni di acidosi e alcalosi è a parte di sostanze tempo e che sono presenti nel sangue o in altri fluidi corporei. I principali nel sangue sono

• Ioni fosfato
• Emoglobina
• Ione bicarbonato

Una volta che una molecola tampone ha legato uno ione idrogeno per rimuoverlo dalla soluzione, contrastando in questo modo la riduzione di pH, quella stessa molecola non sarà più in grado di legarsi ad altri ioni, quindi l’eccesso di ioni idrogeno legati al tampone deve essere eliminato dal corpo, altrimenti la capacità tampone del sangue sarà superata.

• Compensazione respiratoria

Entra in azione dopo alcuni minuti, il sistema respiratorio regola il pH aumentando o diminuendo la ventilazione alveolare, che tendono ad alzare e abbassare il pH.

• Ipovertilazione, abbassa la concentrazione di CO2
• Iperventilazione, alza la concentrazione di CO2

• Compensazione renale

È più lenta rispetto a quella respiratoria

• Se la concentrazione di ioni idrogeno nel sangue aumenta (il pH è basso), i reni aumentano l’escrezione di ioni idrogeno, il riassorbimento di bicarbonato e la produzione di nuovo bicarbonato
• Se la concentrazione di ioni idrogeno nel sangue diminuisce (il pH è alto), i reni diminuiscono l’escrezione di ioni idrogeno e diminuiscono il riassorbimento di bicarbonato.

Il neurone post sinaptico integra tutte le afferenze eccitatorie e inibitorie. La decisione di generarle o meno viene presa nel cono d'emergenza dell'assone, dove la soglia è più bassa a causa dell'alta concentrazione di canali Na (-55mV).

Giunzione neuromuscolare

Collega gli assoni dei neuroni motori ai muscoli. La zona di contatto tra terminazione assonnisca e membrana muscolare è detta placca motrice. L’arrivo del potenziale provoca il rilascio di Ach che si diffonde nella fessura sinaptica e si lega al recettore nicotinico dell’Ach.Il recettore attivate apre i canali del Na, K e Ca. Questo determina la generazione di un potenziale post sinaptico detto potenziale di placca. È un potenziale abbastanza ampio da aprire i canali pre l’entrata di Na e l’uscita di K e quindi generare un potenziale d’azione muscolare il quale è responsabile della contrazione dei muscoli. Una volta terminata l’azione dell’Ach, questa viene inattivata dall’acetilcolinesterasi.

L’assone del motoneurone innerva una zona specializzata della membrana muscolare che è la placca motrice, qui la fibra motrice si suddivide in numerose branche, ogni branca ma numerosi bottoni sinaptici. I bottoni sono separati dalla membrana del muscolo da una fessura sinaptica. I bottoni si trovano in superficie, nelle pieghe giunzionali che contengono i recettori.Le fibre muscolari e le terminazioni sono coperte da una lamina basale. Sia le fibre muscolari che le terminazioni nervose secernano proteine della lamina basale, tra queste che anche l’enzima aceilcolinesterasi.

Il legame dell’Ach al recettore permette l’ingresso di sodio e l’uscita di potassio. La liberazione di Ach depolarizza rapidamente la membrana della placca motrice. Il potenziale post sinaptico è detto potenziale di placca, questo è sufficiente per dare origine al potenziale d’azione che si propaga lungo tutta la fibra muscolare.In presenza diii curano il legame tra Ach e recettore è bloccato.

Fibre muscolari

Hanno attivazione simultanea. Ogni fibra è composta da molte miofibrille ognuna della quali è composta da molti sarcomeri separati da linee Z. Le miofibrille sono circondate da un sistema di attivazione composto da tubuli trasversali, dalle cisterne e dal reticolo sarcoplasmatico.I sarcomeri sono legati tra loro e alla membrana della fibra muscolare da elementi del citoscheletro.Filamenti sottili sono composti da polimeri di actina a e dalle proteine regolatrici tropomiosina e troponina.Filamenti spessi sono costituiti da un fascio molecolare di miosina.Sarcomero, costituito da proteine contrattili ancorati ai dischi Z. L’azione del sarcomero è quella di far scorrere filamenti sottili e spessi l’uno sull’altro riducendo la lunghezza del sarcomero stesso.

Fattori che influenzano la secrezione di insulina

• Concentrazione di insulina aumentano dopo il pasto in base alla ricchezza dei carboidrati
• Parecchi AA stimolano la secrezione di insulina
• Ormoni gastrointestinale dopo un pasto inviano segnali alle cellule del pancreas
• L'attivazione dei neuroni durante la digestione determina un aumento di insulina
• Farmaci, stimolano la secrezione di insulina
• Ormoni insulari, il glucagone aumenta la secrezione di insulina stimolata dal glucosio, la somatostatina ne inibisce la secrezione

Meccanismo d’azione

Il recettore per l’insulina è un recettore tirosin- chinasico. Negli epatociti l’insulina si lega al recettore, il trasportatore trasporta il glucosio all’interno, qua avviene una cascata di trasduzione del segnale. Quando i livelli di insulina sono bassi e vi è la scissione dei depositi di glicogeno e gluconeogenesi, questo provoca un aumento della concentrazione intracellulare, in questo caso il trasportatore trasporta il glucosio all’esterno. Nel tessuto adiposo e muscolare, in assenza di insulina, il recettore non è attivato, il glucosio presente rimane nel circolo extracellulare e il trasportatore rimarrà nelle vescicole secretorie all’interno della cellula. Quando invece l’insulina si lega al recettore, avviene la cascata di trasduzione del segnale che determina l’inserimento delle vescicole contenete il trasportatore a livello della membrana e l’esposizione del trasportatore. Quindi il glucosio potrà entrare all’intero della cellula.

Effetti biologici dell’insulina

• Nel muscolo un aumento di glucosio provoca la sintesi del glicogeno e l’incremento della sintesi proteica
• Nel tessuto adiposo determina l’aumento di captazione del glucosio e sintesi di acidi grassi e deposito sotto forma di trigliceridi
• Nel fegato stimola la sintesi di glicogeno, colesterolo proteine e delle lipoproteine (VLDL) che sono coinvolte nel trasporto degli acidi grassi

Diabete

Il diabete mellito è un disordine metabolico, caratterizzato da iperglicemia cronica. La diagnosi effettua valutando la glicemia a digiuno, oltre i 125mg/dl si parla di diabete. L’escrezione urinaria di glucosio si ha solo quando è superata la soglia di 300mg/dl renale. Il diabete da poliuria, polidipsia, polifagia, affaticamento e debolezza.

Diabete gestazionale

La funzione pancreatica non è sufficiente a controbilanciare l’insulino-resistenza creata dagli ormoni placentari (GH, cortisolo e progesterone). Se questo diabete non viene diagnosticato comporta rischi gravi sia per la madre che per il feto.