Post on 18-Sep-2018
La Fisiologia è la disciplina che studia il funzionamento dell’ organismo nel suo insieme e lo svolgimento delle funzioni corporee in condizioni di omeostasi, ovvero di benessere. Coglie l’aspetto dinamico del fenomeno vita differenziandosi dall’Anatomia rivolta a descrivere la morfologia e dalla Patologia che studia le anomalie del normale funzionamento corporeo.
Caratteristica della fisiologia è che comprende molteplici livelli di organizzazione, dal livello molecolare fino a quello delle popolazioni di una specie
•Testi consigliati: Stanfield. - Fisiologia. Edises. Ganong. - Fisiologia medica. Piccin Silverthorn. - Fisiologia. Casa Editrice Ambrosiana. Guyton, Hall. –Fisiologia Medica. Masson, Elsevier •Appunti dalle lezioni
•Consultazione: Taglietti – Casella. - Fisiologia e Biofisica della Cellule. Edises Kandel, Schwartz, Jessel. – Fondamenti delle Neuroscienze e del Comportamento. Casa Editrice Ambrosiana
Negli organismi pluricellulari, a parte i tessuti tegumentari e gli epiteli assorbenti e secernenti, la maggior parte delle cellule non è in contatto diretto con l’ambiente ma
con il mezzo interno (liquido extracellulare o interstiziale) .
L’ambiente extra-cellulare è, pertanto, l’ambiente in cui vivono le cellule di un organismo.
Poiché i parametri fisico-chimici del mezzo interno variano continuamente a causa dell’attività metabolica delle cellule, essi devono essere continuamente riportati ai valori ottimali che garantiscono la sopravvivenza cellulare. A questo provvedono organi di scambio o apparati regolatori molto perfezionati (apparato respiratorio,
circolatorio, digerente ed escretore).
Omeostasi = mantenimento di una condizione costante del mezzo interno
Solo una piccola quota di cellule
dell’organismo è in grado di scambiare
materiale con l’ambiente esterno. La
maggior parte delle cellule è in contatto
con l’ambiente interno, costituito dal liquido
extracellulare.
Tutte le cellule dell’organismo sono immerse nel liquido extracellulare (ambiente interno) i cui costituenti sono controllati in maniera precisa.
Da un punto di vista funzionale distinguiamo due compartimenti liquidi
Da un punto di vista funzionale distinguiamo due compartimenti liquidi
Nonostante la composizione di entrambi i compartimenti organici sia relativamente stabile, i singoli soluti nei due compartimenti non sono in equilibrio.
Preservare questi gradienti significa mantenere in vita le cellule e rendere possibile il trasporto e la generazione di segnali elettrici che sono alla base della comunicazione
cellulare e neuronale.
Le funzioni svolte dai diversi organi ed apparati dell’organismo sono
finalizzate a mantenere costanti le condizioni fisico-chimiche
dell’ambiente interno
CELLULE Hanno bisogno dell’omeostasi per
la propria sopravvivenza e per compiere le funzioni specializzate essenziali per la sopravvivenza dell’intero organismo
Hanno bisogno di continuo apporto di nutrienti e O2 e dell’eliminazione
continua di CO2 che forma acido carbonico, per generare l’energia necessaria per
alimentare le attività cellulari che sostengono la vita, come segue:
nutrienti + O2 CO2 + H2O + energia
OMEOSTASI Uno stato stazionario dinamico dei costituenti
dell’ambiente liquido interno che circonda e scambia materiali con le cellule
I parametri mantenuti omeostaticamente sono: • Concentrazione delle molecole nutrienti • Concentrazione di O2 e CO2 • Concentrazione dei prodotti di scarto • pH • Concentrazione di acqua, sali e altri elettroliti • Temperatura • Volume e pressione
SISTEMA RESPIRATORIO Preleva O2 dall’esterno ed elimina
in esso CO2; contribuisce a regolare il pH
regolando la velocità di rimozione della CO2 che forma
l’acido carbonico
SISTEMA URINARIO È importante nel regolare il volume, la composizione elettrolitica e il pH
dell’ambiente interno; rimuove le sostanze di rifiuto e l’eccesso di acqua, sale, acidi e altri elettroliti dal plasma e li elimina
nell’urina
SISTEMA DIGERENTE Ottiene nutrienti, acqua ed elettroliti
dall’ambiente esterno e li trasferisce al plasma; elimina i residui di cibo indigerito
nell’ambiente esterno
SISTEMA CIRCOLATORIO Trasporta nutrienti, O2, CO2, prodotti di rifiuto,
elettroliti e ormoni in tutto il corpo
SISTEMA NERVOSO Agisce mediante segnali elettrici per regolare
le reazioni rapide del corpo; è anche responsabile delle funzioni superiori –
per esempio, coscienza, memoria e creatività
SISTEMA ENDOCRINO Agisce mediante ormoni secreti nel sangue
per regolare i processi che richiedono la durata anziché la velocità–per esempio attività
metaboliche e bilancio idrico ed elettrolitico
SISTEMA TEGUMENTARIO Funziona da barriera protettiva tra
l’ambiente esterno e il resto del corpo; le ghiandole sudoripare e la regolazione del flusso ematico
cutaneo sono importanti nella termoregolazione
SISTEMA MUSCOLARE E SCHELETRICO Sostiene e protegge le parti del corpo e permette
i movimenti corporei; le contrazioni muscolari che generano calore sono importanti
nella termoregolazione; le ossa sono riserva di calcio
I sistemi di regolazione omeostatica possono essere raggruppati in:
-regolazioni intrinseche o locali
-regolazioni estrinseche o sistemiche (effettuate dai due principali sistemi di regolazione, il nervoso e l’endocrino)
I meccanismi di controllo omeostatico agiscono con un meccanismo di feedback negativo, ovvero con un meccanismo che induce una variazione opposta alla variazione iniziale.
Tutti i riflessi omeostatici sono controllati da riflessi di retroazione negativa, in modo che la variabile regolata rimanga entro un ambito di valori normali
Feedback positivo: la risposta rinforza lo stimolo, spingendo la variabile ancora più lontano dal proprio valore di riferimento. I feedback positivi non sono omeostatici
Controllo ormonale a feedback positivo delle contrazioni uterine durante il parto
Membrana citoplasmatica è sede di scambio di materia, energia e informazione con l‘ambiente esterno
membrana epiteliale
ambiente interno dell’organismo
ambiente esterno all’organismo
giunzione intercellulare membrana apicale
membrana basolaterale
Tipi di membrane biologiche
membrana plasmatica ambiente
interno
ambiente esterno ambiente esterno
ambiente interno membrane
intracellulari
CELLULA PROCARIOTE: membrana plasmatica
CELLULA EUCARIOTE: membrana plasmatica
membrane intracellulari
Tipi di membrane biologiche Tipi di membrane biologiche
Membrana epiteliale 10-4 cm
Membrana cellulare 10-7cm
Tipi di membrane biologiche
STRUTTURA DELLA MEMBRANA CAPILLARE
I fosfolipidi sono molecole anfipatiche
ambiente acquoso
ambiente acquoso
Organizzazione dei fosfolipidi in acqua
PROTEINE DI MEMBRANA 1) CANALI: proteine integrali (generalmente glicoproteine), che funzionano come pori per consentire l’entrata e l’uscita di determinate sostanze in cellula.
2) TRASPORTATORI (o carriers): proteine che, mediante cambiamenti conformazionali, consentono il passaggio selettivo di determinate molecole o ioni.
3) RECETTORI: proteine integrali che riconoscono specificatamente determinate molecole (ormoni, neurotrasmettitori, nutrienti ecc.).
4) ENZIMI: proteine integrali o periferiche che catalizzano reazioni enzimatiche sulla superficie della membrana.
5) ANCORAGGIO DEL CITOSCHELETRO: proteine periferiche, affacciate dal lato citoplasmatico della membrana, che servono per ancorare i filamenti del citoscheletro.
6) MARCATORI DI IDENTITA’ CELLULARE: glicoproteine o glicolipidi caratteristici di ciascun individuo, che permettono l’identificazione delle cellule provenienti da altri organismi (es. marcatori ABO).
COMUNICAZIONE INTERCELLULARE E TRASDUZIONE DEL SEGNALE