Riassunto esame Fisiologia Generale e Ambientale

Fisiologia generale e

ambientale

Scritto da

Manuel Romanini

Pagina 1 di 124

Indice

Introduzione e programma .................................................................................................................6

Programma ............................................................................................................................................... 6

1. Livelli di organizzazione negli organismi ..........................................................................................7

Fisiologia animale ...................................................................................................................................... 7

Omeostasi ............................................................................................................................................. 8

Atomi della vita ..................................................................................................................................... 8

2. Principali macromolecole biologiche ...............................................................................................9

Zuccheri ..................................................................................................................................................... 9

Monosaccaridi ....................................................................................................................................... 9

Disaccaridi ........................................................................................................................................... 10

Polisaccaridi ........................................................................................................................................ 10

Lipidi ........................................................................................................................................................ 10

Tipologie di lipidi ................................................................................................................................. 10

Aggregati lipidici .................................................................................................................................. 11

Proteine ................................................................................................................................................... 11

Gerarchia strutturale .......................................................................................................................... 13

Funzione delle proteine ...................................................................................................................... 13

Acidi nucleici (DNA e RNA) ...................................................................................................................... 14

L’acqua – solvente per eccellenza .......................................................................................................... 14

Proprietà delle soluzioni ..................................................................................................................... 14

Ionizzazione dell’acqua ....................................................................................................................... 15

3. Membrana plasmatica .................................................................................................................. 16

Lipidi ........................................................................................................................................................ 17

Mosaico fluido ..................................................................................................................................... 17

Composizione strutturale in diverse cellule........................................................................................ 17

Asimmetria .......................................................................................................................................... 17

Proteine ................................................................................................................................................... 18

Glicosilazione delle proteine ............................................................................................................... 18

Funzione .............................................................................................................................................. 18

Mobilità ............................................................................................................................................... 19

Definizione .............................................................................................................................................. 19

4. Trasporto attraverso la membrana cellulare ................................................................................. 20

Trasporto passivo .................................................................................................................................... 22

Pagina 2 di 124

Diffusione semplice ............................................................................................................................. 22

Diffusione facilitata ............................................................................................................................. 23

Trasporto attivo ...................................................................................................................................... 24

Trasporto attivo primario .................................................................................................................... 24

Trasporto attivo secondario ................................................................................................................ 25

Canali proteici ..................................................................................................................................... 26

5. Potenziale di membrana ............................................................................................................... 26

Effetto del sul potenziale di membrana .......................................................................................... 28

+

Effetto della diffusione di sul potenziale di membrana ............................................................... 28

+

Effetto della concomitante diffusione di e di sul potenziale di membrana .......................... 29

+ +

Effetto della -ATPasi sul potenziale di membrana ............................................................... 29

+/ +

Equazione di Goldman, Hodgkin e Katz .............................................................................................. 29

Conclusione sulle componenti che contribuiscono a originare il potenziale di membrana ................... 30

6. Fisiologia del Neurone .................................................................................................................. 30

Cosa determina variazione del potenziale di membrana? ..................................................................... 31

Struttura di un neurone .......................................................................................................................... 31

Esempio di trasmissione del segnale .................................................................................................. 32

Potenziale graduato ................................................................................................................................ 32

Ampiezza e durata .............................................................................................................................. 32

Esempio di stimolo e potenziale graduato ......................................................................................... 33

Potenziale d’azione ................................................................................................................................. 34

Canale voltaggio-dipendente del .............................................................................................. 35

+

Canale voltaggio dipendente del ................................................................................................. 35

+

Permeabilità e flussi ionici durante potenziale d’azione .................................................................... 36

Conduzione contigua e saltatoria del potenziale d’azione ................................................................. 37

Confronto tra potenziali graduati e potenziali d’azione ......................................................................... 38

La sinapsi ................................................................................................................................................. 38

Sinapsi elettrica ................................................................................................................................... 39

Sinapsi chimica .................................................................................................................................... 39

Vie nervose ............................................................................................................................................. 44

Trasmissione nervosa e agenti esterni ................................................................................................ 44

7. Fisiologia del muscolo .................................................................................................................. 45

Struttura del muscolo scheletrico ........................................................................................................... 45

Miofibrille ............................................................................................................................................ 45

Pagina 3 di 124

Basi molecolari della contrazione del muscolo scheletrico .................................................................... 47

Sintesi attivazione motoneurone e contrazione ................................................................................. 48

Attività del muscolo ................................................................................................................................ 49

Aspetti meccanici della muscolatura scheletrica ................................................................................ 49

8. Il tessuto Epiteliale Assorbente ..................................................................................................... 55

Struttura degli epiteli assorbenti ............................................................................................................ 56

Assorbimento ...................................................................................................................................... 56

Giunzioni cellulari ................................................................................................................................ 62

9. Ormoni: regolazione ed azione ..................................................................................................... 65

Molecole segnale .................................................................................................................................... 66

Ormoni liposolubili .............................................................................................................................. 67

Ormoni idrosolubili ............................................................................................................................. 68

10. Sistema Nervoso ........................................................................................................................ 70

Sistema nervoso dei vertebrati ............................................................................................................... 71

Divisione efferente del SNP ................................................................................................................ 71

11. Sistema circolatorio .................................................................................................................... 74

Liquidi circolanti ...................................................................................................................................... 75

Proteine plasmatiche .......................................................................................................................... 75

Pompe circolatorie .................................................................................................................................. 76

Cuori dei vertebrati ............................................................................................................................. 76

I vasi ........................................................................................................................................................ 85

Distribuzione della gettata cardiaca a riposo...................................................................................... 86

Sistema vascolare di uccelli e mammiferi ........................................................................................... 86

12. Sistema respiratorio ................................................................................................................... 97

Respirazione esterna ............................................................................................................................... 98

Composizione aria atmosferica ........................................................................................................... 98

Sistema respiratorio nei mammiferi ................................................................................................... 99

Meccanica respiratoria ..................................................................................................................... 100

Gradienti di pressioni dei gas respiratori a libello polmonare .......................................................... 103

Trasporto ossigeno nel sangue ......................................................................................................... 104

Trasporto nel sangue e scambio a livello tissutale di ............................................................... 107

2

Relazione tra e ............................................................................................................... 108

2 2

Respirazione e pH del sangue ........................................................................................................... 108

13. Sistema Escretore ..................................................................................................................... 109

Pagina 4 di 124

Prodotti di rifiuto che occorre eliminare .............................................................................................. 109

Organi escretori renali: sistema di mammiferi ..................................................................................... 110

Nefrone ............................................................................................................................................. 111

Pagina 5 di 124

Introduzione e programma

Libri consigliati

- Fisiologia degli animali dai geni agli organismi – L. Sherwood; Zanichelli

Altamente consigliato dalla professoressa

Programma

- I Blocco Concetti base della fisiologia

o lipidi, zuccheri)

Principali macromolecole biologiche (proteine, acidi nucleici,

 Membrane biologiche: struttura e funzione

 Trasporto attraverso membrane biologiche: trasporto attivo e passivo



Fisiologia di specifici tessuti e organi

o Tessuti epiteliali: struttura-funzione, giunzioni, meccanismi di trasporto

 transmembrana di ioni e molecole organiche negli epiteli assorbenti

Fisiologia del neurone: potenziali graduati, potenziale d’azione e loro

 propagazione, sinapsi elettrica e sinapsi chimica, sinapsi neuromuscolare

(esempio di sinapsi chimica veloce)

Fisiologia del muscolo: organizzazione di fibre nel muscolo scheletrico, unità

 funzionale del muscolo: sarcomero, accoppiamento eccitazione, contrazione,

caratteristiche della risposta contrattile, aspetti meccanici della muscolatura

scheletrica, metabolismo del muscolo scheletrico e tipi di fibre

- II blocco

Sistemi di controllo: comunicazione tra cellule, ormoni, neurosecreti, messaggeri

o intracellulari, controllo nervoso

Apparato circolatorio: sistemi circolatori aperti e chiusi, composizione dei liquidi

o circolanti, descrizione del cuore dei mammiferi, cellule pacemaker e loro potenziali

d'azione, cellule muscolari contrattili e loro potenziale d'azione, ciclo cardiaco,

regolazione della gettata cardiaca, vie circolatorie e vasi, sistema linfatico

Apparato respiratorio: scambi gassosi, trasporto dei gas respiratori, regolazione del pH

o Apparato renale: ultrafiltrazione glomerulare, struttura-funzione dei diversi tratti del

o tubulo renale, regolazione del pH

Sistema digerente non verrà trattato in dettaglio, ma verrà accennato durante la spiegazione dei tessuti

epiteliali (tessuto assorbente).

Pagina 6 di 124

1. Livelli di organizzazione negli organismi cellula.

Elemento fondamentale di tutte funzioni vitali e di tutti gli organismi viventi è la Questa è

composta da una membrana plasmatica che delimita ambiente esterno da interno. Interno troviamo

citoplasma con organelli immersi nel citosol (soluzione acquosa con ioni inorganici). Esistono due tipi

procariotiche eucariotiche.

principali di cellule: o

unicellulari pluricellulari.

Forme più semplici di vita sono gli o coloniali. Quelle più complesse sono Cellule

di pluricellulari cooperano e possiedono specializzazioni distinte, sia strutturali che funzionali. Differenza

intercellulare dipende dalla differenza di trascrizione tra un tipo di cellula e un’altra, tutte le cellule

contengono infatti lo stesso DNA. Tutte le cellule esprimono le funzioni base utili alla sopravvivenza della

cellula o dell’intero organismo:

Auto-organizzazione:

- capacità di utilizzare risorse disponibili in ambiente (assunzione di energia

e materie prime), eliminare sostanze rifiuto, sintesi proteica e di componenti necessari per

struttura e accrescimento

Auto-regolazione:

- capacità di preservare integrità nonostante perturbazioni (mantenere

omeostasi), ambiente interno rimane costante indipendentemente dall’ambiente.

Sostegno e Movimento:

- sostegno dato da citoscheletro che permette mantenimento di una

forma

Auto-replicazione:

- capacità di riprodursi per continuare la specie e riparare i danni ti