Domande fisiologia primo parziale

DOMANDE FISIOLOGIA PRIMO COMPITINO

rispondere alle domande in 4 righe, tempo a disposizione 1 ora

(il prof sceglierà una domanda per ciascun blocco)

Domanda 1

Principali tipi di cellule/tessuto del corpo umano.

 Nel corpo umano troviamo 4 principali tipi di cellule, ovvero neuroni, cellule

muscolari, cellule epiteliali e cellule connettivali. Qualsiasi tipo di cellule che

svolgono funzioni simili è definito tessuto. Pertanto anche i tessuti sono

classificati in 4 gruppi principali: tessuto nervoso, muscolare, epiteliale e

connettivo.

Quali sono i sistemi del corpo umano.

 I sistemi del corpo umano sono 11, ovvero il sistema endocrino, nervoso,

muscolo-scheletrico, cardiovascolare, respiratorio, urinario, gastrointestinale,

riproduttivo, immunitario, linfatico e tegumentario.

Distribuzione dell’acqua corporea (sappiamo che è prevalentemente

 intracellulare).

Il volume dell’acqua contenuta in tutto il corpo è definito acqua corporea totale

(TBW), e rappresenta il 60% del peso corporeo. Circa i 2/3 di essa costituiscono

il liquido intracellulare (ICF), mentre 1/3 il liquido extracellulare (ECF). Circa il

20% dell’ECF si trova nel sangue, sotto forma di plasma, mentre quello a

contatto con le altre cellule è detto liquido interstiziale (ISF).

Barriera tra ambiente interno ed ambiente esterno dell’organismo.

 L’ambiente interno del corpo e l’ambiente esterno sono separati da un singolo

strato di tessuto epiteliale. Questa barriera epiteliale non include solo la cute,

ma anche l’epitelio dei polmoni, del sistema gastrointestinale e dei tubuli renali

che sono in comunicazione con l’ambiente esterno.

Descrizione di componenti e funzioni di uno degli 11 sistemi.

 Sistema nervoso (encefalo, midollo spinale, nervi periferici, recettori

sensoriali, organi di senso specializzati). Provvede alla comunicazione tra le

cellule del corpo attraverso segnali elettrici e rilascio di neurotrasmettitori in

piccole zone di connessione tra determinati tipi di cellule.

Sistema endocrino (ipotalamo, ipofisi, epifisi, tiroide, paratiroidi, timo,

pancreas, ghiandole surrenali, gonadi). Provvede alla comunicazione tra le

cellule del corpo attraverso il rilascio di ormoni in circolo.

Sistema tegumentario (pelle ed annessi cutanei) ha funzione di protezione e

di separazione fra ambienti esterno ed interno

Sistema immunitario (globuli bianchi, timo, linfonodi, milza, tonsille e

adenoidi). Difende il corpo da patogeni e cellule anomale.

Sistema linfatico (vasi linfatici e linfonodi, timo, milza) media gli scambi fra

sangue e tessuti.

Sistema muscolo scheletrico (muscolo scheletrico, ossa, tendini, legamenti).

Sostiene il corpo, consente i movimenti volontari, permette le espressioni

facciali.

Sistema cardiovascolare (cuore, vasi sanguigni, sangue). Trasporta le

molecole in tutto il corpo mediante il circolo sanguigno.

Sistema respiratorio (bocca, naso, faringe, laringe, trachea, polmoni,

bronchi). Fornisce ossigeno a tutto il corpo ed elimina l’anidride carbonica.

Sistema urinario (reni, ureteri, vescica, uretra). Filtra il sangue per regolare

l’acidità, il volume ematico, la concentrazione ionica; elimina le sostanze di

scarto.

Sistema gastrointestinale (bocca, esofago, stomaco, intestino tenue,

intestino crasso, fegato, pancreas, cistifellea). Assorbe dall’ambiente esterno

acqua e nutrimento, svolge anche funzione secondaria di tessuto endocrino a

livello dello stomaco, pancreas ed intestino

Sistema riproduttivo (gonadi, utero o prostata, genitali esterni). Funzione di

generazione della prole. 1

Domanda 2

Definizione di omeostasi.

 L’organismo è in grado di mantenere relativamente costanti le condizioni

dell’ambiente interno, nonostante le variazioni dell’ambiente esterno. Il

mantenimento di una condizione relativamente costante dell’ambiente interno è

detto omeostasi.

Esempi di feed-back positivo o negativo.

 Esempio feedback negativo: Se la concentrazione di glucosio plasmatico

aumenta, arriva un segnale alle cellule beta del pancreas, le quali secerneranno

insulina che agirà sulle cellule dell’organismo per abbassare la glicemia.

Esempio feedback positivo: Nelle donne l’ipofisi secerne l’ormone

luteinizzante LH, che a sua volta stimola le ovaie a secernere estrogeni. In

alcune situazioni può accadere che gli estrogeni a loro volta stimolino un

aumento della secrezione di LH, e il ciclo si ripeterà fino a che non si

raggiungerà il picco dell’LH, che innesca l’ovulazione.

Elementi di un sistema a feed-back negativo o positivo.

 Gli elementi di un sistema a feedback sono: la variabile regolata (con valore

ideale definito set-point), i sensoriche inviano segnali di input, il centro di

integrazione che confronta la variabile regolata col suo set point e organizza la

risposta appropriata (output), gli organi effettori.

Esempi di variabili regolate.

 Esistono molti esempi di variabili regolate, ad esempio la temperatura,

concentrazioni plasmatiche di sodio e calcio, pressione arteriosa, glicemia…

Significato di feed-back positivo o negativo (questa domanda è diversa

 dal dover fare esempi)

Feedback negativo: Meccanismo di regolazione omeostatica per cui se una

variabile regolata aumenta, il sistema risponde facendola diminuire e vice

versa.

Feedback positivo: Meccanismo di regolazione omeostatica per cui la risposta

del sistema va nella stessa direzione del cambiamento della variabile che l’ha

prodotta.

N.B -> esempi e significato sono due cose diverse e bisogna rispondere in modo

diverso. Bisogna capire bene la domanda prima di rispondere e fare attenzione.

Domanda 3 (su ciò che muove e ferma gli ioni a cavallo della membrana)

Trasporto attivo e passivo attraverso la membrana cellulare.

 Il trasporto attivo richiede energia, necessaria per far muovere le molecole

contro gradiente di concentrazione. Se utilizza direttamente ATP è definito

trasporto attivo primario, mentre se utilizza l’energia di un gradiente di

concentrazione o elettrochimico che è stato precedentemente creato da un

trasporto attivo è definito trasporto attivo secondario.

Nel trasporto passivo le molecole si muovono attraverso la membrana

secondo il gradiente chimico o elettrochimico: non è richiesta energia. I tipi di

trasporto passivo includono: la diffusione semplice, la diffusione facilitata e la

diffusione attraverso canali ionici.

Diffusione semplice e trasporto mediato.

 Si usa il termine diffusione semplice per descrivere il trasporto passivo di

molecole attraverso il doppio strato fosfolipidico della membrana, come

risultato della semplice agitazione termica. Nel trasporto mediato invece le

molecole non attraversano la membrana spontaneamente, ma con l’ausilio di

proteine trasportatrici di membrana, ad esempio proteine carrier o proteine

canale.

Forze che regolano il trasporto di membrana.

 Le forze che regolano il trasporto di membrana sono essenzialmente tre: forze

chimiche (determinate dal gradiente di concentrazione), forze elettriche

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(determinate dal potenziale di membrana), forze elettrochimiche (sommatoria

delle prime due).

Potenziali di membrana e che cos’è.

 Il potenziale di membrana è una differenza di potenziale elettrico (o voltaggio)

che esiste ai due lati della membrana della maggior parte delle cellule.

Forza elettrochimica applicate agli ioni.

 La direzione della forza elettrochimica che agisce su uno ione dipende dalla

direzione netta delle forze chimiche ed elettriche. Se entrambe le forze vanno

nella stessa direzione, anche quella elettrochimica agirà nella stessa. Se le forze

chimiche ed elettriche agiscono in direzioni opposte, allora la forza

elettrochimica agirà nella direzione della forza maggiore tra le due.

Esempi di gradiente di concentrazione attraverso la membrana.

 Prendiamo come esempio due ioni, il sodio e il potassio. Il sodio è più

concentrato nel liquido extracellulare, per cui la direzione della forza chimica

applicata ad esso è verso l’interno. Nel caso del potassio, più concentrato nel

liquido intracellulare, la direzione è verso l’esterno.

Cos’è il potenziale di equilibrio per il K o per il Na.

 Il potenziale di equilibrio per il potassio corrisponde al valore di -94 mV, mentre

quello per il sodio è pari a +60 mV. Quando il potenziale di membrana è uguale

a quello di equilibrio per uno ione, esso non si muoverà spontaneamente né

all’esterno né all’interno della cellula, poiché la forza totale che agisce su di

esso è pari a zero.

Forza elettrochimica applicata a Na oppure Ca oppure K.

 - Ca++ più concentrato all’esterno della cellula è soggetto a forza chimica che

lo spinge all’interno e anche il potenziale a cavallo della membrana è

negativo per cui la forza elettrica tende a richiamarlo verso l’interno

(l’entrata di ioni Ca rende la cellula più positiva) quindi la forza

elettrochimica risultante è sicuramente diretta verso l’interno

- - Na+ più concentrato all’esterno tende a entrare all’interno della cellula per

forza chimica e per effetto della forza elettrica tende sempre ad entrare,

quindi la risultante è una forza elettrochimica diretta verso l’interno della

cellula

- – K+ più concentrato all’interno della cellula per forza chimica tende ad

uscire, ma per forza elettrica tende rientrare. Il potenziale a cavallo della

membrana corrisponde all’incirca per la maggior parte delle cellule al

potenziale di equilibrio del K (-94 mV) eccetto i neuroni che hanno potenziale

di membrana di – 70 mV

Definizione di potenziale di equilibrio.

 Il potenziale di equilibrio è un valore teorico del potenziale di membrana, al

quale la forza elettrica è uguale e opposta alla forza chimica, producendo così

una forza elettrochimica pari a zero.

Domanda 4

Fattori che influenzano la velocità di trasporto di membrana.

 Nella diffusione semplice la velocità di trasporto di membrana è regolato

dall’ampiezza della forza motrice, dalla superficie della membrana e dalla

permeabilità della membrana. In quella facilitata invece i fattori influenzanti

sono la velocità di trasporto dei singoli carrier, il numero di carrier sulla

membrana e l’entità del gradiente della sostanza trasportata. Analogamente nel

trasporto attivo i fattori che determinano la velocità di trasporto sono la velocità

di trasporto delle singole pompe e il numero di esse.

Traportatori e proteine canale.

 I trasportatori (carrier) sono proteine transmembrana che legano molecole da

un lato della membrana e le trasportano dall’altro grazie ad un cambio di

conformazione. Essi possiedono uno o più siti di legame specifici per particolari

molecole. Un canale è una proteine transmembrana che trasporta molecole

3

attraverso un passaggio o poro che si estende da un lato all’altro della

membrana. Anch’essi sono specifici.

Esempi di trasporto attivo primario.

 Le proteine di membrana responsabili del trasporto attivo primario fungono sia

da proteine trasportatrici che da enzimi, i quali catalizzano l’idrolisi dell’ATP, per

questo vengono definite spesso ATPasi. Un esempio è la pompa sodio potassio:

ad ogni ciclo di pompa, 3 ioni Na+ vengono trasportati fuori dalla cellula e 2 ioni

K+ all’interno. Essi si muovono contro gradiente chimico, per cui ad ogni ciclo

viene idrolizzata una mole di ATP per permettere il trasporto.

Esempi di co-trasporto (es. Na-glucosio) o di contro-trasporto.

 Un esempio di co-trasporto è il trasporto del glucosio associato al Na. In questo

processo, il Na+ si muove secondo il suo gradiente elettrochimico, liberando

energia che permette il flusso di glucosio contro il suo gradiente di

concentrazione. Un esempio di contro-trasporto è l’antiporto Na+/H+. In questo

caso, l’energia liberata dal flusso di Na+ secondo il suo gradiente

elettrochimicoviene utilizzata pe guidare il flusso di H+ contro il gradiente

elettrochimico.

Forze che regolano il trasporto di acqua nell’organismo.

 Il flusso d’acqua nell’organismo è regolato dalle forze osmotiche. L’osmosi è il

flusso di qualsiasi solvente attraverso una membrana semipermeabile che si

genera in risposta ad una differenza di potenziale chimico di acqua ai due lati

della membrana.

Esempi di soluti permeanti e non permeanti la membrana cellulare.

 I soluti permeanti possono attraversare la membrana, ad esempio urea, CO2,

glicerolo. I soluti non permeanti non possono passare attraverso la membrana,

ad esempio proteine, glucosio, ioni.

Distinzione tra osmolarità e tonicità.

 L’osmolarità rappresenta la concentrazione totale di particelle di soluti in una

soluzione. Mentre l’osmolarità di una soluzione si basa unicamente sulla

concentrazione totale di soluti, la tonicità di una soluzione è determinata dalla

maniera in cui essa influisce sul volume cellulare, il che dipende anche dalla

permeabilità dei soluti.

Come si modifica il volume della cellula in un ambiente ipotonico

 oppure ipertonico.

In ambiente ipotonico la cellula si rigonfia, in ambiente ipertonico raggrinzisce.

Domanda 5

I principali componenti del sistema nervoso.

 Il sistema nervoso è costituito dal sistema nervoso centrale e periferico. Il SNC è

composto da encefalo e midollo spinale. Il sistema nervoso periferico è formato

da cellule nervose che garantiscono la comunicazione tra il SNC e gli organi, e

comprende la divisione afferente ed efferente. Quest’ultima si divide in sistema

nervoso somatico e autonomo. Il sistema nervoso autonomo è diviso in

simpatico e parasimpatico.

Componenti afferenti del SNP o efferenti del SNP.

 Le cellule nervose afferenti trasmettono informazioni sensoriali e viscerali

provenienti dagli organi del SNC. Tali informazioni comprendono afferenze

sensoriali somatiche, afferenze provenienti dagli organi di senso e informazioni

viscerali provenienti dall’ambiente interno. La componente efferente trasmette

informazioni dal SNC ad organi periferici, definiti organi effettori.

Componenti cellulari del SN.

 Il sistema nervoso è composto da due tipi principali di cellule: neuroni e cellule

gliali. I neuroni sono cellule eccitabili, capaci di produrre potenziali d’azione. Le

cellule gliali rappresentano il 90% delle cellule del sistema nervoso, e svolgono

funzioni di supposto strutturale e metabolico per i neuroni.

Componenti di un neurone.

 4

Un neurone è composto da tre principali componenti: un corpo cellulare (o

soma) e due tipi di processi neuronali (o neuriti) che partono da esso, dendriti e

un assone.

Funzioni dell’assone o dei dendriti o del bottone sinaptico o della

 radice dell’assone.

Assone: Il compito dell’assone è quello di inviare informazioni. Gli assoni

possono ramificarsi e inviare segnali a più cellule. Le diramazioni vengono

definite collaterali.

Dendriti: i dendriti si diramano dal corpo cellulare ricevendo afferenze da altri

neuroni a livello di giunzioni specializzate chiamate sinapsi.

Bottone sinaptico: il bottone sinaptico (terminale asonico) è spacializzato nel

rilascio del neurotrasmettitore all’arrivo del potenziale d’azione.

Radice dell’assone: Il monticolo assonico è specializzato nella genesi dei

potenziali d’azione.

Localizzazione dei canali ionici sul neurone (passivi, attivi voltaggio

 dipendenti e ligando dipendenti).

I canali ionici passivi si trovano nella membrana cellulare dei neuroni. I canali

ligando dipendenti si trovano nei dendriti e nel corpo cellulare. I canali

voltaggio-dipendenti per sodio e potassio sono localizzati il tutto il neurone,

prevalentemente nell’assone e in maggior numero a livello del monticolo

assonico. I canali voltaggio-dipendenti per il calcio sono localizzati nel terminale

assonico.

Tipi di canali io