L omeostasi. Controllo dell ambiente interno

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Mariana Crippa
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1 L omeostasi Controllo dell ambiente interno

2 Omeostasi (Homeo = simile + stasis = condizione) L insieme dei processi che permettono all organismo a vari livelli di mantenere costanti le caratteristiche chimico-fisiche dei suoi ambienti interni cellulari ed extracellulari, anche al variare dell ambiente esterno.

costanti le caratteristiche chimico-fisiche dei suoi ambienti

3 Claude Bernard ( ) Milieu intérieur = ambiente interno la fissità dell ambiente interno è la condizione della vita libera e indipendente Walter B. Cannon (1929) * Creò la parola Omeostasi * Cannon WB. Organization for physiological homeostasis. Physiol. Rev. 9: , 1929.

4 Variabili regolate Omeostasi osmotica (concentrazione dell acqua e concentrazione totale dei soluti). Omeostasi ionica (concentrazione dei singoli ioni e loro rapporti). Omeostasi complessiva dei costituenti organici e dell energia (concentrazione dei protidi, lipidi, glucidi, vitamine, oltre che l energia ricavata dalle prime tre classi di composti). Omeostasi termica (temperatura corporea).

Omeostasi complessiva dei costituenti organici e dell energia (concentrazione dei protidi, lipidi,

5 Fisiopatologia Causa esterna Sostanze chimiche tossiche Traumi fisici Virus e batteri Causa interna Cancro e tumori benigni Malattie autoimmuni Morte prematura di cellule Alterazione dei processi cellulari Malattie ereditarie

tumori benigni Malattie autoimmuni Morte prematura di

6 Sistemi di regolazione omeostatica Una rete di componenti dell organismo funzionalmente interdipendenti che operano per mantenere relativamente costante attorno ad un livello ottimale un dato fattore dell ambiente interno. Regolazioni intrinseche (locali). Regolazioni estrinseche. Dee Unglaub Silverthorn, Fisiologia umana 2010 Pearson Italia S.p.A

ottimale un dato fattore dell ambiente interno. Regolazioni intrinseche (locali).

7 Meccanismi di controllo omeostatico Dispositivi per mantenere o restaurare l omeostasi. Circuito di controllo a feedback (feedback = retroazione) Negativo Positivo

9 Sensori = cellule sensibili alle modificazioni della variabile. Input = segnali che raggiungono un centro integrativo. Centro integrativo = ha la funzione di comparare la variabile regolata al valore del set point e di organizzare le risposte appropriate. Output = segnali in uscita dal centro integrativo. Effettori = cellule, tessuti o organi che mettono in atto la risposta finale. Principio di retroazione Meccanismo sensoriale (sensore). Centro di integrazione o di controllo (integratore). Meccanismo effettore (effettore).

appropriate. Output = segnali in uscita dal centro integrativo.

10 Figura 6.23 Dee Unglaub Silverthorn, Fisiologia umana 2010 Pearson Italia S.p.A

11 Controllo a retroazione in un sistema di controllo a feedback negativo

12 Feedback negativo La risposta del sistema ha direzione opposta rispetto al cambiamento che l ha prodotta.

13 Oscillazione intorno al valore di riferimento

14 Feedback positivo La risposta del sistema va nella stessa direzione del cambiamento della variabile che l ha prodotta.

15 Retroazione negativa e positiva

16 Esempio di un processo di retroazione positiva Controllo ormonale delle contrazioni uterine durante il parto.

17 Cicli ormonali

18 Sistemi di controllo dei viventi Meccanismi chimico-fisici (omeostasi passiva). Sistemi tampone (regolazione ph). Meccanismi fisiologici (omeostasi attiva). Rene e polmone (regolazione ph).

19 Omeostasi cellulare Regolazione della selettività delle membrane e dei trasporti. Entrata Regolazione delle reazioni chimiche. Prodotto X Consumato Uscita

20 Omeostasi cellulare

21 Regolazione della selettività delle membrane e dei trasporti Diffusione Coefficiente di permeabilità Trasporti diffusionali in fila singola Trasporti facilitati Trasporti attivi Regolatori

22 Regolazione delle reazioni chimiche Legge dell azione di massa Azione di massa in una reazione enzimatica Induzione e repressione enzimatica Attivazione ed inibizione enzimatica

23 Biosintesi dell isoleucina E (+) F (+) A (-) = R (-)

24 Omeostasi dell organismo

25 Omeostasi dell organismo Vie di entrata e di uscita

26 Omeostasi dell organismo

27 Allostasi E la capacità di mantenere la stabilità dei sistemi fisiologici per mezzo del cambiamento.

28 Termoregolazione

29 Omeotermi Pecilotermi

30 Temperatura corporea Temperatura corporea media 35,5-37,7 C Temperatura corporea centrale 37,8 C Fattori che influenzano la temperatura corporea: Esercizio fisico Termogenesi alimentare Ritmo circadiano Ovulazione +0,5-1 C. Zona di neutralità termica 27,8-30 C Termoregolazione per temperature ambientali comprese tra i 10 e i 55

32 Bilancio termico Il bilancio termico è la risultante tra i processi di termogenesi e i meccanismi di termodispersione.

33 Bilancio termico

34 Termogenesi Reazioni di ossido-riduzione Fegato, muscolatura scheletrica e cardiaca Tessuto adiposo bruno Regolazione termogenesi Attività muscolatura scheletrica Tono muscolare Tremore muscolare, brividi Meccanismi ormonali Catecolamine Disaccoppianti Ormoni tiroidei Grasso bruno

35 Termodispersione Metodi fisici che permettono la termodispersione: Conduzione Convezione (Proporzionale al gradiente termico e alla superficie corporea esposta) Irraggiamento (λ = 0, ) Evaporazione (Calore latente di evaporazione 0,58 kcal/g di H 2 O) Perspiratio insensibilis ( ml H 2 O; kcal) Evaporazione di sudore ( ml/h)

36 Evaporazione

37 Regolazione dispersione termica Differente temperatura tra cute e ambiente Circolazione del sangue 0,5 l/min - 3 l/min Pannicolo adiposo Regolazione vasomotoria Fibre nervose ortosimpatiche (vasocostrizione) Piloerezione

38 Termografie

39 Termocezione Canali ionici TRP (Transent Receptor Potential) TRPM8 termocettori per il freddo; TRPV4 e TRPV3 termocettori per il caldo. Nocicettori termici per il freddo (TRPA1, < 14 C); Nocicettori termici per il caldo (TRPV1, > 43 C).

40 Centri nervosi della termoregolazione Vie nervose ortosimpatiche Sistema nervoso somatico Ipotalamo Ipofisi (TSH) Termocettori centrali Ipotalamo anteriore (Area preottica) Diencefalo Tronco encefalico Midollo spinale Risposte al caldo Termocettori periferici Recettori cutanei del freddo Recettori cutanei del caldo

41 Risposte termoregolatrici integrate

44 Variazione della termoregolazione Fisiologiche Ritmo circadiano Ciclo mestruale Vampate di calore Febbre (pirogeni esogeni lipopolisaccaridi batterici; pirogeni endogeni prostaglandine, IL-1, IL-6, interferone, TNF) Antifebbrili (antipiretici) = Piramidone, acido acetilsalicilico. Patologiche Collasso da calore Colpo di calore Ipertermia maligna (Ca 2+ ) Ipotermia

45 Termografia nella medicina Patologico Normale

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