FISIOLOGIA UMANA

Carbone - Aicardi - Cicirata Fisiologia: dalle molecole ai sistemi integrati

Casa Editrice - EDISES

ISBN: 9788879593410

Monticelli FISIOLOGIA

Editore: Casa Editrice AMBROSIANA (CEA) ISBN:

88081833237

Silverthorn

Fisiologia. Un approccio integrato

Editore: Casa Editrice AMBROSIANA

Isbn:

978-88-408-1395-0

Berne & Levy

PRINCIPI DI FISIOLOGIA Editore: ELSEVIER MASSON ITALIA

ISBN: 9788821429521

PROPRIETA’ DELLA DIFFUSIONE

dxdCDJ ⋅=

(Legge di Fick)

Descrive la dipendenza della diffusione dalla concentrazione in condizioni stazionarie: J é il flusso in Moli cm-2 s-1; D é il coeff. di diffusione: dC/dx il gradiente spaziale di concentrazione

Ad ogni istante di tempo la distribuzione delle molecole in seguito alla diffusione é descritta da una relazione matematica nota come distribuzione normale o di Gauss:

x=xc

x=-w x=w

[C]

x

( )( )

2

22

2

][ wxx c

ew

AxC−

−⋅

⋅=

π

x; posizione

[C](x); conc. in funz. x

A; area sotto la curva

w & -w; valori che delimitano il 95% di A

xc ; valore iniziale

Il 95% delle molecole sono distribuite tra -w e w.

QUAL’È LA DISTRIBUZIONE SPAZIALE DELLE MOLECOLE CHE DIFFONDONO?

w=80

w=40

w=20

w=10

x

[C]

A

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

QUAL’È LA DIPENDENZA DAL TEMPO DELLA DIFFUSIONE?

Relazione tra w e t nel caso di diffusione monodimensionale

tDw ⋅⋅= 2

La relazione tra tempo e spazi percorsi durante la

diffusione non é lineare; per raddoppiare lo spazio

percorso in un dato intervallo occorre un tempo 4

volte maggiore.

tDw ⋅⋅= 6

Relazione tra w e t nel caso di diffusione tridimensionale

Che relazione esiste tra D e PM?

Assumendo una molecola come una sfera ideale, il suo volume sarà:

3

34

srV ⋅⋅= π

Assumendo la densità delle molecole costante, il PM è proporzionale al volume. Un aumento di rs di 10 volte è associato ad un aumento di 1000 volte del PM

( ) 13 −∝ PMD

Fig. 6, pag. 282 da Hill B. “ionic channels of excitable mebranes” 2nd edition - Sinauer

srTkD

⋅⋅⋅⋅

=ηπ6

Nel caso della diffusione in ambiente acquoso questa relazione é precisa per molecole con raggio>>> di H20

Per molte molecole di interesse biologico D = 1x10-5 cm-2 s-1

Coefficiente di diffusione k; cost. di Boltzmann T; temp. assoluta η; viscosità del mezzo rs; raggio ideale della molecola che diffonde

Dalla cellula uovo verso il mondo

pluricellulare: la prima divisione

(riunione dei pronuclei)

Da 2 a 4 cellule: sono le cellule

staminali embrionali totipotenti:

ognuna di loro può essere isolata e

dare origine ad un nuovo

embrione

Da 6 cellule allo stadio di morula

STADI DI SVILUPPO “IN VITRO” DI UN EMBRIONE UMANO

Durante questi stadi di sviluppo l’embrione riceve nutrienti per diffusione.

E’ allo stadio di blastocisti che avviene

l’impianto nell’utero e la formazione di

gruppi cellulari che controllano gli scambi

con l’endometrio uterino.

Nella blastocisti si forma una cavità che

contiene al suo interno un gruppo di cellule

(cellule della massa interna): sono le cellule

staminali multipotenti, più comunemente note

come cellule staminali embrionale (ES).

Ogni cellula staminale multipotente può dare

origine a tutti i tessuti dell’organismo adulto,

ma non a quelli degli annessi embrionali

necessari per l’impianto nell’utero.

Il trofoblasto formerà invece gli annessi

embrionali che danno origine alle strutture

vascolari che collegano tra loro il sistema

vascolare dell’embrione e quello materno.

Embrione allo stadio di blastocisti trofoblasto

EMBRIONE ALLO STADIO DI BLASTOCISTI

I tempi di diffusione su spazi superiori a 1 mm non consentono la rapida crescita di un tessuto. La

diffusione impone quindi lo sviluppo di un sistema circolatorio che garantisca un “ambiente interno”

uguale e costante per tutte le cellule dell’organismo.

Con omeostasi si intende la capacità di mantenere stabile l’ambiente interno, ed i meccanismi che

provvedono al mantenimento dell’omeostasi vengono detti omeostatici.

IL MARE INTERNO