Indice. 3 Cellule e tessuti 50 Il Pap test Lo studio di cellule e tessuti Anatomia cellulare... 52

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1 Indice UNITÀ 1 Processi cellulari fondamentali: integrazione e coordinazione 1 Introduzione alla fisiologia 1 Il Progetto Fisioma I livelli di organizzazione La fisiologia è una scienza integrativa.. 4 Funzione e processo La schematizzazione L evoluzione dei sistemi fisiologici Omeostasi I temi della fisiologia La scienza della fisiologia Buoni esperimenti scientifici devono essere attentamente progettati I risultati degli esperimenti sull uomo possono essere difficili da interpretare I grafici Gli studi sull uomo possono essere progettati in molte forme Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Atomi, ioni e molecole 20 Integratori al cromo Elementi e atomi Gli atomi sono composti da protoni, neutroni ed elettroni Un elemento si caratterizza per uno specifico numero di protoni nel suo nucleo Gli isotopi di un elemento sono atomi con differente numero di neutroni Radioisotopi e medicina nucleare Gli elettroni formano legami tra atomi e catturano energia Immagini in medicina Molecole e legami Che cosa ci dice la formula chimica di una molecola? I legami covalenti si formano quando atomi adiacenti condividono elettroni Antiossidanti e radicali liberi I legami ionici si formano quando gli atomi acquistano o perdono elettroni I legami idrogeno sono legami deboli tra molecole o regioni di una molecola Le forze di van der Waals sono deboli forze attrattive tra tutte le molecole Soluzioni e soluti Non tutte le molecole si sciolgono in soluzioni acquose Ci sono molti modi per esprimere la concentrazione di una soluzione La concentrazione di ioni idrogeno nel corpo umano è espressa in unità di ph. 34 Biomolecole I carboidrati sono i tipi di biomolecole più abbondanti I lipidi sono le biomolecole con la maggior varietà Le proteine sono le biomolecole più versatili Alcune molecole contengono carboidrati, proteine e lipidi combinati I nucleotidi trasmettono e immagazzinano energia e informazione Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Cellule e tessuti 50 Il Pap test Lo studio di cellule e tessuti Anatomia cellulare La membrana cellulare separa la cellula dal suo ambiente Il citoplasma comprende citosol e organuli 53 Gli organuli non membranosi sono in contatto diretto con il citosol Gli organuli membranosi creano compartimenti dedicati a funzioni specializzate Il nucleo è il centro di controllo cellulare I tessuti del corpo La matrice extracellulare ha molte funzioni 64 Le giunzioni cellulari tengono insieme le cellule a formare tessuti Gli epiteli forniscono protezione e regolano lo scambio I tessuti connettivi forniscono sostegno e formano barriere Crescita di nuova cartilagine I muscoli e il tessuto nervoso sono tessuti eccitabili Rimodellamento tissutale L apoptosi è una forma ordinata di morte cellulare xii

2 ISBN INDICE xiii Le cellule staminali sono in grado di creare nuove cellule specializzate Il pancreas bioartificiale Gli organi La pelle Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Metabolismo cellulare 85 La malattia di Tay-Sachs L energia nei sistemi biologici L energia viene usata per compiere lavoro. 86 L energia è presente in due forme: cinetica e potenziale L energia può essere trasformata da un tipo a un altro La termodinamica è lo studio dell impiego di energia Le reazioni chimiche L energia viene trasferita tra le molecole durante le reazioni Gli enzimi Gli enzimi diminuiscono l energia di attivazione delle reazioni Gli enzimi si legano ai loro substrati Alcuni enzimi devono essere attivati Separazione delle proteine per elettroforesi Alcuni enzimi richiedono cofattori o coenzimi I modulatori modificano l attività degli enzimi Le concentrazioni di enzima e substrato influenzano la velocità della reazione Classificazione delle reazioni enzimatiche. 99 Il metabolismo Le cellule regolano le proprie vie metaboliche L ATP trasferisce energia tra le reazioni La produzione di ATP La glicolisi converte il glucosio e il glicogeno in piruvato Il metabolismo anaerobico converte il piruvato in lattato Il piruvato entra nel metabolismo aerobico nel ciclo dell acido citrico Il sistema di trasporto degli elettroni trasferisce energia da NADH e FADH 2 all ATP La produzione di ATP è accoppiata al movimento di ioni idrogeno attraverso la membrana mitocondriale interna La massima resa energetica di una molecola di glucosio ammonta a molecole di ATP 108 Le grandi biomolecole possono essere metabolizzate per sintetizzare ATP Le vie biosintetiche Il glicogeno può essere sintetizzato a partire dal glucosio Il glucosio può essere sintetizzato a partire dal glicerolo o dagli aminoacidi L acetil-coa è un importante precursore per la sintesi dei lipidi L insulina e il metabolismo Le proteine sono il cardine delle funzioni cellulari Durante la trascrizione, il DNA guida la sintesi di una molecola complementare di mrna Lo splicing alternativo consente di sintetizzare diverse proteine sulla base di un unica sequenza di DNA La traduzione dell mrna produce una sequenza di aminoacidi Lo smistamento delle proteine le distribuisce alla loro destinazione cellulare La struttura finale delle proteine è determinata da modificazioni post-traduzionali Le proteine destinate alla secrezione sono sintetizzate nel reticolo endoplasmatico Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Dinamiche di membrana 126 Fibrosi cistica Le membrane nell organismo Le membrane cellulari Le membrane sono costituite essenzialmente da lipidi e proteine I lipidi della membrana formano una barriera tra citoplasma e liquido extracellulare Liposomi per la bellezza e la salute Le proteine di membrana possono essere debolmente o strettamente legate alla membrana Le proteine di membrana funzionano come proteine strutturali, enzimi, recettori e trasportatori I carboidrati di membrana si legano sia a lipidi che a proteine I compartimenti liquidi dell organismo 135 Il movimento attraverso le membrane La diffusione dipende solamente dall energia del moto molecolare

3 xiv INDICE ISBN Le molecole lipofile possono diffondere attraverso il doppio strato fosfolipidico Il trasporto mediato da carrier è caratterizzato da saturazione, specificità e competizione La famiglia dei trasportatori GLUT La diffusione facilitata si serve di proteine di membrana Il trasporto attivo richiede apporto di energia dall ATP Le vescicole spostano grandi molecole attraverso la membrana LDL: la lipoproteina «cattiva» Le molecole che entrano o escono dall organismo devono attraversare un epitelio Distribuzione dell acqua e dei soluti nell organismo Il corpo umano è costituito soprattutto da acqua Stima dell acqua corporea Le cellule viventi usano energia per mantenere uno stato di disequilibrio chimico L organismo è in equilibrio osmotico Misurare l osmolarità La tonicità di una soluzione descrive come le dimensioni di una cellula si modificherebbero se la cellula venisse posta in quella soluzione Il corpo è in uno stato di disequilibrio elettrico La membrana cellulare consente una separazione delle cariche elettriche nell organismo Il potenziale di membrana a riposo è dovuto principalmente al potassio Variazioni di permeabilità ionica modificano il potenziale di membrana Processi integrati di membrana: la secrezione di insulina Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Comunicazione, integrazione, omeostasi 174 Diabete mellito Comunicazione intercellulare Le giunzioni comunicanti trasferiscono i segnali chimici ed elettrici direttamente tra le cellule La trasmissione di alcuni segnali richiede il contatto tra due cellule I segnali paracrini e autocrini sono segnali chimici che migrano per diffusione I segnali elettrici, gli ormoni e i neuroormoni consentono la comunicazione a grande distanza Le citochine agiscono sia come segnali locali sia come segnali a grande distanza Recettori e trasduzione dei segnali I recettori sono localizzati all interno della cellula o sulla membrana cellulare La trasduzione del segnale avviene mediante proteine di membrana I recettori associati a enzimi hanno funzioni di proteinchinasi o di guanilato ciclasi La trasduzione del segnale coinvolge principalmente proteine G La via di trasduzione del segnale dell insulina L adenilato ciclasi-camp costituisce il sistema di trasduzione del segnale per molti ormoni lipofobi I recettori associati alle proteine G modulano anche la concentrazione di secondi messaggeri derivati da lipidi Le integrine fungono da recettori che trasferiscono informazione dalla matrice extracellulare Le vie più rapide di trasduzione del segnale modificano il flusso di ioni attraverso canali ionici Nuovi segnali molecolari di recente identificazione Il calcio è un importante segnale intracellulare I gas sono segnali molecolari che vengono rapidamente degradati Alcuni lipidi sono importanti segnali paracrini La misura dei segnali al calcio La modulazione della trasduzione dei segnali I recettori presentano le caratteristiche della specificità, della saturazione e della competizione Modulatori selettivi del recettore per gli estrogeni Le cellule modulano le proprie risposte variando la disponibilità dei recettori È fondamentale per le cellule poter terminare la trasduzione di un segnale Le proteine coinvolte nella trasduzione del segnale sono all origine di alcune patologie e sono bersaglio di farmaci Le proteine G in patologia

4 ISBN INDICE xv UNITÀ 2 Omeostasi Lo sviluppo del concetto di omeostasi I postulati di Cannon descrivono le variabili regolate e i sistemi di controllo fisiologici Vie di controllo: risposte riflesse e circuiti a retroazione L omeostasi può essere preservata tramite vie di controllo locali o a distanza Esempio di arco riflesso Il circuito a retroazione negativa Il controllo anticipatorio consente all organismo di anticipare i cambiamenti e di mantenere la propria stabilità I ritmi biologici sono il risultato di modificazioni dei valori di riferimento delle variabili fisiologiche I sistemi di controllo differiscono per la loro velocità e specificità I riflessi complessi si avvalgono di vari centri di integrazione Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Omeostasi e controllo 7 Introduzione al sistema endocrino 212 Morbo di Basedow Gli ormoni Gli ormoni sono noti fin dall antichità Cosa rende una sostanza chimica un ormone? La scoperta dell insulina Gli esseri umani secernono feromoni? 215 Immunocitochimica Gli ormoni agiscono legandosi a recettori Esistono meccanismi che terminano l azione degli ormoni La classificazione degli ormoni Molti ormoni sono peptidi o proteine Gli ormoni steroidei sono derivati del colesterolo Gli ormoni aminici derivano da un singolo tipo di aminoacido Controllo del rilascio ormonale Gli ormoni possono essere classificati in base alle loro vie riflesse La cellula endocrina funge da sensore nei riflessi endocrini più semplici Molti riflessi endocrini coinvolgono il sistema nervoso I neuroormoni sono secreti nel sangue da neuroni L ipofisi è costituita da due ghiandole contigue L ipofisi posteriore accumula e rilascia due neuroormoni L ipofisi anteriore secerne sei ormoni I circuiti a retroazione nella via ipotalamoipofisaria hanno caratteristiche peculiari Il sistema portale ipotalamo-ipofisario controlla la secrezione di ormoni trofici Gli ormoni dell ipofisi anteriore controllano l accrescimento, il metabolismo e la riproduzione Interazioni ormonali L effetto sinergico di due ormoni è superiore alla somma dei loro singoli effetti Un ormone permissivo consente a un altro ormone di esercitare pienamente la sua azione Gli ormoni antagonisti hanno effetti opposti 231 Patologie endocrine L ipersecrezione di un ormone ne esagera gli effetti L iposecrezione di un ormone ne riduce o elimina gli effetti Alterazioni dei recettori o dei secondi messaggeri provocano anomalie della risposta tissutale La diagnosi delle patologie endocrine risente della complessità dei riflessi L evoluzione degli ormoni La ghiandola pineale Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Sistema nervoso 244 Una misteriosa paralisi Organizzazione del sistema nervoso Le cellule del sistema nervoso I neuroni sono cellule eccitabili che generano e conducono segnali elettrici Le cellule gliali sono le cellule di supporto del sistema nervoso Cellule staminali nervose I segnali elettrici nei neuroni L equazione di Nernst ci permette di calcolare il potenziale di equilibrio per un singolo ione

5 xvi INDICE ISBN L equazione di Goldman ci permette di calcolare il potenziale di membrana usando più ioni Il passaggio di ioni attraverso la membrana cellulare crea segnali elettrici I canali ionici a cancello controllano la permeabilità del neurone agli ioni Patologie dovute ad anomalie dei canali ionici I potenziali graduati riflettono l intensità dello stimolo che li innesca I potenziali d azione viaggiano a distanza senza perdere intensità I potenziali d azione rappresentano spostamenti di Na + e K + attraverso la membrana I canali per il Na + a livello assonale hanno due cancelli I potenziali d azione non partono durante il periodo refrattario assoluto L intensità dello stimolo è codificata dalla frequenza dei potenziali d azione Un singolo potenziale d azione non altera i gradienti di concentrazione ionica I potenziali d azione vengono condotti dalla zona trigger al terminale assonale Gli assoni più grandi conducono i potenziali d azione più velocemente La conduzione è più veloce negli assoni mielinizzati Modelli animali: topi mutanti L attività elettrica può essere modificata da diversi fattori chimici Aproposito di serpenti, molluschi, ragni e sushi La comunicazione intercellulare nel sistema nervoso L informazione passa da una cellula all altra attraverso la sinapsi Il calcio è il segnale che avvia il rilascio di neurotrasmettitore nella sinapsi Le vescicole sinaptiche «mordono e fuggono» Le sostanze neurocrine trasferiscono informazioni dai neuroni ad altre cellule Il sistema nervoso utilizza vari neurotrasmettitori Miastenia grave Vari tipi di recettori mediano i diversi effetti di ciascun neurotrasmettitore Non tutte le risposte postsinaptiche sono rapide e di breve durata L attività dei neurotrasmettitori viene terminata rapidamente L integrazione del trasferimento dell informazione nervosa Le vie nervose possono coinvolgere molti neuroni contemporaneamente L attività sinaptica può essere modulata al terminale assonico Il potenziamento a lungo termine modifica la comunicazione sinaptica I problemi della trasmissione sinaptica sono responsabili di varie patologie Lo sviluppo del sistema nervoso centrale dipende da segnali chimici Quando i neuroni sono danneggiati, i segmenti staccati dal corpo cellulare muoiono Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Sistema nervoso centrale 289 Spasmi infantili Le proprietà emergenti del sistema nervoso Evoluzione del sistema nervoso Identificare i neuroni che compongono una rete Anatomia del sistema nervoso centrale. 292 Il sistema nervoso centrale si sviluppa a partire da un tubo cavo Il sistema nervoso centrale è formato da sostanza grigia e sostanza bianca Il cranio e la colonna vertebrale proteggono il sistema nervoso centrale Il sistema nervoso centrale galleggia nel liquido cerebrospinale La barriera emato-encefalica protegge il SNC da eventuali sostanze tossiche presenti nel sangue Il tessuto nervoso ha necessità metaboliche particolari L ipoglicemia e il sistema nervoso Il midollo spinale L encefalo L encefalo presenta sei suddivisioni principali Il tronco encefalico è una zona di transizione fra il midollo spinale e l encefalo Il tronco encefalico è costituito da bulbo, ponte e mesencefalo Il cervelletto coordina il movimento Il diencefalo Il cervello è la sede delle funzioni cerebrali superiori Il cervello comprende regioni distinte di sostanza grigia e sostanza bianca

6 ISBN INDICE xvii La comunicazione chimica influenza le vie nervose La funzione cerebrale La corteccia cerebrale è organizzata in aree funzionali L informazione sensoriale viene integrata nel midollo spinale e nell encefalo L informazione sensoriale viene elaborata e origina la percezione I sistemi efferenti controllano le uscite del sistema nervoso centrale Il sistema del controllo dello stato comportamentale modula le uscite motorie 309 Il sistema reticolare attivante influenza lo stato di coscienza Le funzioni fisiologiche presentano ritmi circadiani Perché abbiamo bisogno di dormire Il sonnambulismo L adenosina e la «scossa» da caffeina. 313 L emozione e la motivazione sono vie neuronali complesse L umore è uno stato emozionale di lunga durata L apprendimento e la memoria modificano le connessioni sinaptiche del SNC L apprendimento è l acquisizione di conoscenze La memoria è la capacità di immagazzinare e richiamare informazioni Il morbo di Alzheimer Il linguaggio è il comportamento cognitivo più elaborato La personalità è una combinazione di esperienza ed ereditarietà Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Fisiologia sensoriale 326 Sindrome di Ménière Proprietà generali dei sistemi sensoriali 327 I recettori sono sensibili a particolari stimoli 327 La trasduzione sensoriale converte gli stimoli in potenziali graduati Ogni neurone sensoriale ha un campo recettivo Le vie sensoriali trasportano l informazione ai centri di integrazione del sistema nervoso centrale La codificazione e la elaborazione distinguono la modalità, la sede, l intensità e la durata dello stimolo Sensi somatici (somestesia) Le vie della percezione somatica proiettano alla corteccia somatosensoriale e al cervelletto I recettori per il tatto-pressione rispondono a molti stimoli diversi I recettori per la temperatura sono terminazioni nervose libere I nocicettori iniziano risposte di difesa Il dolore e il prurito sono mediati dai nocicettori Controllo del dolore I sensi chimici: olfatto e gusto L olfatto è uno dei sensi più antichi Le cellule recettoriali olfattive sono neuroni 341 Il gusto è una combinazione di cinque sapori fondamentali Orecchio: l udito L udito è la nostra percezione dell energia trasportata dalle onde sonore La trasduzione del suono è un processo che comprende varie fasi La coclea contiene liquido I suoni sono elaborati inizialmente a livello della coclea Le vie uditive proiettano alla corteccia uditiva La perdita dell udito può derivare da un danno meccanico o nervoso Impianti cocleari Orecchio: il senso dell equilibrio Il vestibolo membranoso contiene endolinfa 352 L apparato vestibolare fornisce informazioni relative a movimento e posizione nello spazio 352 I canali semicircolari percepiscono l accelerazione rotazionale Gli organi otolitici percepiscono l accelerazione lineare e la posizione del capo Le vie dell equilibrio proiettano principalmente al cervelletto L occhio e la visione L occhio è protetto dal cranio Glaucoma La luce entra nell occhio attraverso la pupilla Il cristallino mette a fuoco la luce sulla retina La fototrasduzione si verifica a livello della retina I fotorecettori trasducono la luce in segnali elettrici La melanopsina: un nuovo pigmento fotosensibile

7 xviii INDICE ISBN L elaborazione del segnale inizia nella retina 365 L elaborazione degli stimoli visivi continua nel tronco encefalico, nel talamo e nella corteccia visiva Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Sezione efferente del sistema nervoso: Controllo motorio autonomo e somatico 374 Una potente tossicodipendenza Il sistema nervoso autonomo I riflessi autonomi sono importanti per il mantenimento dell omeostasi Il controllo antagonista è una caratteristica del sistema nervoso autonomo Il sistema nervoso autonomo è costituito da due neuroni efferenti collegati in serie I gangli come centri di integrazione Le fibre simpatiche e parasimpatiche escono dal sistema nervoso centrale in diverse regioni Il sistema nervoso autonomo utilizza vari neurotrasmettitori e neuromodulatori Il sistema nervoso autonomo controlla il muscolo liscio, il muscolo cardiaco e le ghiandole L attività dei neurotrasmettitori nei tessuti bersaglio è limitata nel tempo La midollare del surrene secerne catecolamine La maggior parte delle vie simpatiche rilascia noradrenalina su recettori adrenergici Le vie parasimpatiche rilasciano acetilcolina su recettori muscarinici Gli agonisti e gli antagonisti dei mediatori autonomi sono strumenti importanti per la ricerca e per la medicina I disturbi primitivi del sistema nervoso autonomo sono relativamente rari Neuropatia autonoma diabetica Quadro riassuntivo dei sistemi simpatico e parasimpatico Il sistema somatomotore La via somatomotoria periferica è costituita da un solo neurone La giunzione neuromuscolare contiene recettori nicotinici Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Muscoli 395 La paralisi periodica Il muscolo scheletrico I muscoli scheletrici sono composti da fibre muscolari Le miofibrille sono le strutture contrattili della fibra muscolare La contrazione muscolare genera forza I muscoli si accorciano durante la contrazione 402 La contrazione è regolata da troponina e tropomiosina L acetilcolina dà inizio all accoppiamento eccitazione-contrazione Il saggio di motilità in vitro La contrazione del muscolo scheletrico richiede un continuo apporto di ATP L affaticamento muscolare può avere diverse cause Le fibre dei muscoli scheletrici sono classificate in base alla velocità di contrazione e alla resistenza all affaticamento La tensione sviluppata da una fibra muscolare è funzione della sua lunghezza. 411 La forza della contrazione aumenta con la sommazione delle contrazioni muscolari L unità motoria è costituita da un motoneurone somatico e dalle fibre muscolari che esso innerva La contrazione di un muscolo in toto è funzione del tipo e del numero delle unità motorie attivate Meccanica del movimento corporeo Le contrazioni isotoniche spostano un carico, le contrazioni isometriche generano forza senza movimento Le ossa e i muscoli intorno alle articolazioni formano un sistema di leve e di fulcri Le malattie muscolari hanno varie cause Il muscolo liscio Muscolo liscio e aterosclerosi Le fibre muscolari lisce sono molto più piccole delle fibre muscolari scheletriche Il muscolo liscio possiede filamenti più lunghi di actina e miosina I filamenti contrattili del muscolo liscio non sono organizzati in sarcomeri La fosforilazione delle proteine gioca un ruolo chiave nella contrazione del muscolo liscio Il rilasciamento del muscolo liscio richiede diverse tappe L ingresso di calcio è il segnale per la contrazione del muscolo liscio Lo stiramento muscolare apre canali del Ca

8 ISBN INDICE xix Alcune fibre muscolari lisce hanno potenziali di membrana instabili L attività del muscolo liscio è regolata da segnali chimici Il muscolo cardiaco Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Fisiologia integrativa I: Controllo del movimento corporeo 435 Tetano I riflessi nervosi I riflessi nervosi possono essere classificati secondo vari criteri Le tecniche di visualizzazione nello sport I riflessi autonomi I riflessi muscolari scheletrici I fusi neuromuscolari rispondono all allungamento muscolare Riflessi e tono muscolare Gli organi tendinei del Golgi rispondono alla tensione muscolare I riflessi miotatici e l inibizione reciproca controllano il movimento I riflessi flessori provocano la retrazione degli arti da stimoli nocivi Il controllo integrato del movimento corporeo Il movimento può essere classificato come riflesso, volontario o ritmico Il sistema nervoso centrale integra il movimento Generatori centrali di modelli e lesioni del midollo spinale Le caratteristiche del morbo di Parkinson riflettono la funzione dei gangli della base. 450 Il controllo del movimento dei muscoli viscerali Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte UNITÀ 3 Integrazione della funzione 14 Fisiologia del sistema cardiovascolare 456 Infarto miocardico Visione d insieme del sistema cardiovascolare Il sistema cardiovascolare trasporta sostanze attraverso tutto il corpo Il sistema cardiovascolare è costituito dal cuore e dai vasi sanguigni Pressione, volume, flusso e resistenza La pressione di un liquido in movimento diminuisce con la distanza percorsa La compressione di un liquido ne innalza la pressione Il sangue scorre da una regione ad alta pressione verso una a bassa pressione La resistenza si oppone al flusso La velocità del flusso dipende dalla portata e dall area della sezione trasversa Il miocardio e il cuore Il cuore presenta quattro camere Le valvole cardiache assicurano l unidirezionalità del flusso nel cuore Le cellule miocardiche si contraggono indipendentemente dalla stimolazione nervosa L accoppiamento eccitazione-contrazione nel miocardio combina caratteristiche riscontrate nel muscolo scheletrico e nel muscolo liscio La contrazione del miocardio può essere graduata Digitale per l insufficienza cardiaca Il miocardio si contrae con maggior forza quando è allungato I potenziali d azione delle cellule miocardiche variano a seconda del tipo cellulare I neurotrasmettitori del sistema autonomo modulano la frequenza cardiaca Il cuore come pompa La conduzione elettrica nel cuore ne coordina la contrazione I pacemaker determinano la frequenza cardiaca L elettrocardiogramma riflette l attività elettrica del cuore Le giunzioni comunicanti possono aprirsi e chiudersi Una sequenza contrazione-rilasciamento del cuore viene detta ciclo cardiaco Ritmi di galoppo, click e soffi

9 xx INDICE ISBN Le curve pressione-volume rappresentano un ciclo cardiaco La gittata sistolica è il volume di sangue pompato da un ventricolo nel corso di una contrazione Fibrillazione La gittata cardiaca è una misura della prestazione del cuore La frequenza cardiaca è modificata dai neuroni autonomi e dalle catecolamine Diversi fattori influenzano la gittata sistolica Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Flusso sanguigno e controllo della pressione arteriosa 501 Ipertensione essenziale I vasi sanguigni La parete dei vasi sanguigni è dotata di muscolatura liscia I calcio-antagonisti Le arterie e le arteriole trasportano il sangue dal cuore verso i tessuti periferici Gli scambi tra sangue e liquido interstiziale si verificano a livello dei capillari Il flusso sanguigno confluisce nelle venule e nelle vene L angiogenesi crea nuovi vasi La pressione arteriosa La pressione del sangue nella circolazione sistemica è elevata nelle arterie e bassa nelle vene La pressione arteriosa è un indice della spinta propulsiva che consente al sangue di scorrere La pressione arteriosa viene valutata con lo sfigmomanometro La gittata cardiaca e la resistenza periferica determinano il valore medio della pressione arteriosa Le variazioni del volume ematico influenzano la pressione arteriosa Shock La resistenza a livello delle arteriole L autoregolazione miogena governa in modo automatico il flusso sanguigno Gli agenti paracrini modificano lo stato di contrazione della muscolatura liscia vasale 511 L ortosimpatico controlla la muscolatura liscia della maggior parte dei vasi Dalla dinamite alla vasodilatazione La distribuzione del sangue ai tessuti (perfusione) Lo scambio a livello dei capillari La velocità del flusso sanguigno è minima nei capillari La maggior parte dello scambio capillare avviene per diffusione e transcitosi La filtrazione e il riassorbimento capillare avvengono per flusso di massa Il sistema linfatico L edema risulta da alterazioni dello scambio capillare La regolazione della pressione arteriosa 521 Il riflesso barocettivo rappresenta il principale meccanismo di controllo omeostatico della pressione arteriosa L ipotensione ortostatica attiva il riflesso barocettivo Le patologie cardiovascolari I fattori di rischio per le malattie cardiovascolari comprendono il fumo, l obesità e fattori ereditari Diabete e patologie cardiovascolari L ipertensione è indice di un inefficiente controllo omeostatico Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Sangue 536 Malattia di von Willebrand Il plasma e la componente corpuscolata del sangue Il plasma è costituito da acqua, ioni, molecole organiche e gas disciolti La componente corpuscolata è costituita da globuli rossi, globuli bianchi e piastrine 537 Formula leucocitaria Produzione degli elementi corpuscolati del sangue Gli elementi corpuscolati del sangue sono prodotti nel midollo osseo L emopoiesi è controllata da citochine, fattori di crescita e interleuchine I fattori stimolanti le colonie regolano la leucopoiesi La trombopoietina regola la produzione di piastrine L eritropoietina regola la produzione di globuli rossi Coltura delle cellule del sangue I globuli rossi I globuli rossi maturi non hanno il nucleo.. 544

10 ISBN INDICE xxi Midollo osseo La sintesi di emoglobina richiede ferro Diabete: emoglobina e iperglicemia I globuli rossi vivono circa quattro mesi Le anomalie dei globuli rossi riducono il trasporto di ossigeno Anemia falciforme e idrossiurea Le piastrine e la coagulazione Le piastrine sono piccoli frammenti di cellule 549 L emostasi impedisce la perdita di sangue dai vasi danneggiati L attivazione delle piastrine innesca il processo coagulativo La coagulazione converte il tappo piastrinico in un coagulo più stabile Gli anticoagulanti impediscono la coagulazione Dissoluzione dei coaguli e agenti antipiastrinici Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Meccanica respiratoria 560 Enfisema L apparato respiratorio Le ossa e i muscoli del torace circondano i polmoni La pleura avvolge i polmoni Le vie aeree connettono i polmoni all ambiente esterno Gli alveoli sono la sede degli scambi gassosi 563 La circolazione polmonare è un sistema ad alto flusso e bassa pressione Le leggi dei gas L aria è una miscela di gas I gas fluiscono da zone ad alta pressione verso zone a bassa pressione La relazione pressione-volume dei gas è descritta dalla legge di Boyle La ventilazione Le vie aeree riscaldano, umidificano e filtrano l aria inspirata Durante la ventilazione si verifica un flusso di aria causato da gradienti pressori L inspirazione avviene quando la pressione alveolare diminuisce L espirazione avviene quando la pressione alveolare supera la pressione atmosferica La pressione intrapleurica si modifica durante la ventilazione La complianza e l elastanza polmonare possono cambiare in condizioni patologiche 573 Fibrosi polmonare Il surfactante riduce il lavoro ventilatorio La resistenza delle vie aeree al flusso è determinata principalmente dal loro diametro Sindrome da distress respiratorio del neonato e surfattante I test di funzionalità polmonare misurano il volume polmonare durante la ventilazione 577 Asma L efficacia della ventilazione dipende dalla sua frequenza e ampiezza La composizione del gas alveolare varia poco durante la normale ventilazione La ventilazione è accoppiata al flusso ematico alveolare Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Scambio e trasporto dei gas 589 Altitudine elevata Diffusione e solubilità dei gas La solubilità dei gas nei liquidi dipende da pressione, solubilità e temperatura Lo scambio dei gas nei polmoni e nei tessuti La riduzione della P O2 alveolare diminuisce l assunzione di ossigeno dai polmoni Le alterazioni della membrana alveolare modificano lo scambio dei gas Ossimetro periferico Il trasporto dei gas nel sangue L emoglobina trasporta la maggior parte dell ossigeno ai tessuti Ogni molecola di emoglobina lega fino a quattro molecole di ossigeno Sostituti del sangue Il legame dell ossigeno è espresso come percentuale La P O2 determina il legame dell ossigeno all emoglobina La temperatura, il ph e i metaboliti modulano il legame dell ossigeno all emoglobina L anidride carbonica è trasportata tramite tre meccanismi La regolazione della ventilazione La ventilazione è controllata da neuroni bulbari L anidride carbonica, l ossigeno e il ph modulano la ventilazione

11 xxii INDICE ISBN Esistono riflessi protettivi che difendono il polmone Il tipo di ventilazione è controllato da centri cerebrali superiori Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Rene 614 La gotta Funzioni dei reni Anatomia del sistema urinario Il sistema urinario è costituito da reni, ureteri, vescica e uretra Il nefrone è l unità funzionale del rene Infezioni del tratto urinario Visione d insieme della funzione renale 619 I tre processi svolti dal nefrone sono la filtrazione, il riassorbimento e la secrezione Volume e osmolarità variano mentre il filtrato scorre lungo il nefrone Filtrazione Il corpuscolo renale è formato dal glomerulo e dalla capsula di Bowman. 621 La filtrazione si verifica a causa della pressione idrostatica presente nei capillari. 622 Nefropatia diabetica La velocità di filtrazione glomerulare (VFG) è in media di 180 litri al giorno La pressione arteriosa e il flusso ematico renale influenzano la VFG La VFG è soggetta ad autoregolazione Anche alcuni ormoni e il sistema nervoso autonomo influenzano la VFG Riassorbimento Il riassorbimento può essere attivo o passivo La saturazione del trasporto renale gioca un ruolo importante nella funzione renale. 628 Le pressioni nei capillari peritubulari favoriscono il riassorbimento Secrezione La competizione diminuisce la secrezione della penicillina Escrezione La clearance rappresenta un metodo non invasivo per la misura della VFG La conoscenza della VFG aiuta a determinare a quali processi un soluto viene sottoposto nel rene La clearance può essere utilizzata per determinare a quali processi il rene sottopone una sostanza Minzione Riassunto del capitolo Domande Esplorazioni Risposte Fisiologia integrativa II: equilibrio idro-elettrolitico 642 Diabete insipido Omeostasi idro-elettrolitica L osmolarità del LEC influisce sul volume cellulare Il bilancio idro-elettrolitico richiede l azione integrata di molteplici sistemi Regolazione del volume cellulare Bilancio idrico e regolazione della concentrazione delle urine L introduzione quotidiana di acqua viene bilanciata dalla sua escrezione I reni conservano l acqua La concentrazione delle urine avviene a livello dell ansa di Henle e del dotto collettore La vasopressina regola l osmolarità delle urine Diabete e diuresi osmotica Modificazioni della pressione arteriosa e dell osmolarità provocano risposte riflesse per il mantenimento del bilancio idrico L ansa di Henle è un moltiplicatore per controcorrente Enuresi notturna e vasopressina Bilancio del sodio e regolazione del volume del LEC L aldosterone controlla il bilancio del sodio 652 La pressione arteriosa e il K + influenzano la secrezione di aldosterone L angiotensina II influenza la pressione arteriosa tramite diversi meccanismi Il peptide natriuretico atriale promuove l escrezione di sodio e acqua Bilancio del potassio I meccanismi comportamentali nel bilancio idro-elettrolitico Bere compensa la perdita di liquidi La carenza di sodio stimola l appetito per il sale Comportamenti di evitamento aiutano a prevenire la disidratazione Controllo integrato di volume e osmolarità Osmolarità e volume del LEC possono variare indipendentemente