FISIOLOGIA UMANA CONCETTI DI BASE

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1 FISIOLOGIA UMANA CONCETTI DI BASE

2 I Livelli di organizzazione

3 I Livelli di organizzazione MOLECOLE MACROMOLECOLE ZUCCHERI SEMPLICI (glucosio) AMINOACIDI POLISACCARIDI (amido, glicogeno) PROTEINE PURINE, PIRIMIDINE, RIBOSIO, DH-RIBOSIO, Pi ACIDI GRASSI ACINI NUCLEICI (DNA, RNA) LIPIDI COMPLESSI (TG, fosfolipidi, colesterolo)

4 I Livelli di organizzazione

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6 Tessuto: insieme di cellule con forma uguale o simile, che svolgono tutte una stessa funzione Organo: gruppo di tessuti uguali o diversi, che svolgono insieme una data funzione Sistema: gruppo di organi uguali o simili, che svolgono insieme una stessa funzione Apparato: gruppo di organi differenti che svolgono insieme una stessa funzione

7 I quattro tipi di tessuto sono: Epiteliale Connettivo Muscolare Nervoso.

8 Tessuto epiteliale Include ghiandole e epiteli di rivestimento Svolge funzioni secretorie (epiteli ghiandolari) Svolge funzioni di trasporto (permeabilità) Mantiene l integrità fisica (epiteli di rivestimento) Gli epiteli ciliati muovono i materiali lungo la loro superficie Le cellule possono mostrare polarità

9 Epiteli di rivestimento: rivestono la superficie esterna del corpo e le cavità degli organi interni, regolando gli scambi di sostanze; in alcuni casi producono secrezioni Superficie libera dell epitelio Tessuto sottostante Nuclei delle cellule Epitelio squamoso semplice (rivestimento alveoli polmonari) Epitelio squamoso stratificato (rivestimento interno dell esofago) Epitelio cubico semplice (dotto renale) Strato di cellule morte Cellule epiteliali in rapida divisione Epitelio cilindrico semplice (rivestimento interno dell intestino) Epitelio squamoso stratificato (pelle umana)

10 Epiteli ghiandolari sono i costituenti fondamentali delle ghiandole, organi che producono sostanze di vario tipo Ghiandole esocrine riversano i loro prodotti all'esterno del corpo (ad es. sudore) o in cavità interne comunicanti con l'esterno (ad es. ghiandole dell apparato digerente) Ghiandole endocrine, formano il sistema endocrino e riversano i loro prodotti, (ormoni) nel sangue. Gli ormoni, detti messaggeri chimici, esercitano su organi o tessuti specifici azioni di stimolo o di inibizione, contribuendo, col sistema nervoso, a coordinare le attività delle varie parti del corpo. Ipofisi Tiroide Timo Surrenale Pancreas Testicolo (maschio) Ovaia (femmina)

11 Tessuti connettivi Includono tessuti notevolmente diversi fra loro Forniscono una struttura di sostegno al corpo; Trasportano fluidi e dissolvono sostanze; Proteggono gli organi delicati; Sostengono, circondano e interconnettono tessuti; Immagazzinano energia di riserva; Difendono il corpo dai microrganismi. Il tessuto connettivo comprende Cellule specializzate circondate da Matrice composta da fibre proteiche extracellulari immerse in una sostanza che può essere liquida, gelatinosa o solida

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13 Tessuti muscolari Sono tessuti specializzati per la contrazione Si dividono in: - Scheletrico - Cardiaco - Liscio

14 Tessuto nervoso Il tessuto nervoso forma una rete di comunicazione Trasmette le informazioni da una parte all altra del corpo sotto forma di segnali, o impulsi, nervosi - Percepisce gli stimoli, determina e dirige le risposte e fa sì che le varie parti del corpo agiscano come un insieme coordinato. CELLULE DEL TESSUTO NERVOSO: - Neuroni: trasmettono l informazione -Neuroglia: sostengono e nutrono i neuroni

15 Piani anatomici

16 SUDDIVISIONI DEL CORPO UMANO Testa: ospita l'encefalo, i principali organi di senso e l'inizio dell'apparato digerente e di quello respiratorio. Collo: struttura di passaggio tra la testa ed il tronco Tronco: parte centrale del corpo, si divide in due cavità separate dal diaframma. La cavità superiore è il torace, racchiuso dalle coste, che ospita polmoni e cuore. La cavità inferiore, l'addome, che contiene gli organi dell'apparato digerente, dell'apparato urinario e dell'apparato riproduttore Arti: si dividono in arti superiori ( braccia) ed arti inferiori ( gambe). I primi servono per afferrare e manipolare gli oggetti, mentre i secondi servono per camminare.

17 Sistemi / Apparati: digerente cardiocircolatorio respiratorio urinario muscoloscheletrico nervoso endocrino immunitario tegumentario riproduttivo

18 omeostasi: mantenimento della costanza dell'ambiente interno. - isolamento dall'ambiente esterno - omeostasi chimica - omeostasi fisica - omeostasi energetica - omeostasi biologica

19 Bocca Esofago Fegato Stomaco Ghiandole salivari Pancreas Intestino tenue Intestino crasso Ano Apparato digerente Rifornimento di nutrienti, ecc.

20 Il tratto digerente fornisce all organismo tutte le sostanze di cui esso ha bisogno: acqua, elettroliti e nutrienti, vitamine, ecc. Funzioni: Motilità: movimento del cibo Secrezione succhi digestivi digestione del cibo assorbimento dei prodotti digeriti Richiede: Circolazione di sangue Controllo nervoso ed ormonale di tutte le funzioni: Nervi estrinseci del sistema nervoso autonomo Ormoni dell apparato gastrointestinale Sistema nervoso enterico (intrinseco)

21 CARBOIDRATI PROTEINE GRASSI (amilosio) (trigliceridi)

22 CARBOIDRATI PROTEINE GRASSI 4 Cal/g 4 Cal/g 9 Cal/g

23 Cavità nasale Laringe Trachea Bronco Polmone Apparato respiratorio Scambio di gas respiratori - omeostasi chimica

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26 LEGGE DI BOYLE pv = nrt Se T=costante, pv=costante Quando V aumenta la p diminuisce. nel polmone diventa più piccola della p atmosferica

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28 Rene Uretere Vescica Uretra Apparato uropoietico omeostasi chimica e metabolica

29 FUNZIONI RENALI: escretoria omeostatica- endocrina 1. Regolazione volume extracellulare 2. Regolazione osmolarità 3. Bilancio ionico 4. Regolazione ph 5. Escrezione cataboliti e sostanze estranee 6. Produzione ormoni

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31 FATTORI CHE INFLUENZANO IL PH EMATICO TAMPONI DIVERSI DAL BICARBONATO ph TAMPONE BICARBONATO

32 Cuore Vasi sanguigni e sangue Apparato cardiovascolare Trasporto nutrienti, gas respiratori, ormoni, calore, ecc.

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35 Il SANGUE (circa 4 litri) è un tessuto liquido, composto da 7 tipi di cellule (o frammenti di cellule) sospese in un mezzo acquoso detto PLASMA: -ERITROCITI (o emazie o globuli rossi) -PIASTRINE (o trombociti) -LEUCOCITI (o globuli bianchi), di 5 tipi diversi

36 Ipofisi Tiroide Timo Ghiandola surrenale Pancreas Testicolo (maschio) Midollo osseo Timo Milza Linfonodi Ovaia (femmina) Vasi linfatici Sistema endocrino Sistema immunitario omeostasi chimica e metabolica omeostasi biologica

37 Sistema endocrino -integrato con il sistema nervoso ed immunitario - controllo lento di funzioni vitali FUNZIONI: -mantenimento dell omeostasi interna -adattamento all ambiente - sviluppo somatico e neuropsichico - riproduzione -Metabolismo costituenti: -ghiandole cellule specializzate che sintetizzano gli ormoni: ipofisi, tiroide, paratiroide, surrene, ovaio, testicoli, pancreas -Ormoni: molecole che esercitano il loro effetto biologico su cellule bersaglio dove interagiscono con recettori specifici

38 Cervello Organo di senso Midollo spinale Nervi Sistema nervoso omeostasi chimica, fisica e metabolica: risposta rapida -ricezione di info dalla periferia: vie afferenti -elaborazione delle info -attivazione di effettori periferici: vie efferenti

39 SISTEMA NERVOSO CENTRALE MIDOLLO SPINALE ENCEFALO TRONCO (bulbo, ponte,mesencefalo) DIENCEFALO (talamo, ipotalamo) TELENCEFALO (cortex,gangli base) CERVELLETTO (NB: cervello=telencefalo+diencefalo) PERIFERICO 31 paia di nervi spinali + 12 paia di nervi cranici SOMATICO (sensoriale,motorio) VEGETATIVO EFFERENTE (simpatico, parasimp.) AFFERENZE VISCERALI ENTERICO

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42 SENSIBILITA : SOMATOVISCERALE SUPERFICIALE meccanocettori: pressione (Ruffini) dp/dt (Merkel) sprofond.(meissner, pelo) vibrazione(pacini) termocettori PROPRIOCETTIVA fuso neuromuscolare (lunghezza) org. Tendineo di Golgi (forza) enterocettori articolari (angolo, vel) NOCICETTIVA terminazioni assoniche a collana ORGANI DI SENSO DELLA TESTA

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46 Capelli Pelle Unghie Sistema tegumentario omeostasi biologica, fisica, energetica

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48 Cartilagine Muscoli scheletrici Ossa Apparato muscolo-scheletrico Sostegno, struttura, protezione,movimento

49 MUSCOLO: avvolto dall EPIMISIO FASCICOLO: avvolto dal PERIMISIO FIBRA: avvolta dall ENDOMISIO

50 Maschio Femmina Prostata Vescicole seminali Uretra Pene Ovidotto Ovaia Utero Vagina Testicoli Apparato riproduttivo omeostasi della specie

51 FISIOLOGIA: disciplina che studia le funzioni dei viventi e ne ricerca le cause

52 omeostasi: mantenimento della costanza dell'ambiente interno. - isolamento dall'ambiente esterno - omeostasi chimica - omeostasi fisica - omeostasi energetica - omeostasi biologica

53 omeostasi: mantenimento della costanza dell'ambiente interno. - isolamento dall'ambiente esterno - omeostasi chimica - omeostasi fisica - omeostasi energetica - omeostasi biologica = controllo di un parametro (rispetto ad un valore voluto) e sistema di correzione

54 Retroazione o feedback Il meccanismo di retroazione è un controllo automatico che permette ad una "macchina", finalizzata al raggiungimento di un dato obiettivo, di autoregolarsi, correggendo gli scarti dal programma previsto in sede di progetto. Tale meccanismo può essere: -a retroazione negativa -a retroazione positiva. -Talvolta i due meccanismi possono essere presenti contemporaneamente, come nei viventi; in tal caso si parla di retroazione integrale.

55 Retroazione o feedback I sistemi a retroazione negativa tendono a riequilibrare il sistema in caso di moderati disturbi all'equilibrio provenienti dall'esterno del sistema stesso. I sistemi a retroazione positiva portano a creare un nuovo equilibrio quando esso sia pesantemente disturbato dall'esterno.

56 Retroazione o feedback La retroazione si può ottenere dotando la macchina di un sensore che mette in relazione le prestazioni in uscita (output) della macchina con quelle prestabilite in entrata (input) e, tramite un effettore, modula tali prestazioni in relazione alla differenza fra segnale di uscita e segnale di entrata. Gli organismi viventi e i sistemi naturali sono già dotati di questi sistemi di autocontrollo che fanno parte di programmi genetici evolutisi nel tempo.

57 Retroazione o feedback Nel caso della retroazione negativa, il sistema azionando i meccanismi di regolazione, annulla la differenza fra segnale di uscita e segnale di entrata. Questo tipo di retroazione ha l'effetto di contrastare le deviazioni nel funzionamento del sistema: lo stabilizza opponendosi ai cambiamenti.

58 Retroazione o feedback Nel caso della retroazione negativa, se la deviazione causata dal fattore influente è legata a un suo eccesso, il meccanismo provoca la sua diminuzione; se invece è legata a un suo difetto, ne provoca l'aumento.

59 Retroazione o feedback negativo Troppo-pieno Una immissione di liquido viene controllata dallo scarico del tubo: il livello raggiunge ma non supera il massimo consentito Input = livello liquido massimo Output = livello superiore al massimo Sensore = tubo di scarico Effettore = passaggio nel tubo livello tempo

60 Retroazione o feedback negativo Valvola a galleggiante Mantiene costante il livello di acqua in una cisterna (anche dopo un prelievo) Input = livello prestabilito Output = livello raggiunto Sensore = galleggiante (G) Effettore = ingresso acqua (V) V G livello tempo

61 Retroazione o feedback negativo Ferro da stiro con termostato Mantiene costante la temperatura della piastra (anche dopo contatto con indumenti freddi) Input = temperatura prestabilita Output = temperatura raggiunta Sensore = termostato (T) Effettore = filamento (F) tempo 220 V T F

62 Retroazione o feedback negativo Campanello elettrico oscilla, nel tentativo di mantenere rilasciata la molla del battacchio Input = battacchio (A) rilasciato Output = posizione battacchio Sensore = contatto mobile (T) Effettore = elettromagnete (E)

63 Retroazione o feedback negativo Riflesso pupillare Mantiene costante l illuminamento della retina (e la qualità della visione) anche quando varia la luce ambientale

64 Retroazione o feedback negativo Riflesso pupillare Input = illuminamento retinico ottimale Output = illuminamento retinico effettivo Sensore = vie ottiche (retina) Effettore = muscoli dell iride

65 Retroazione o feedback La retroazione positiva invece accelera le deviazioni, incrementandole: tende così a creare instabilità nel sistema, che tenderà a sua volta a crearsi un nuovo stato di equilibrio. Secondo questo meccanismo, quando il fattore influente è sia in eccesso, sia in difetto, il fenomeno viene amplificato in modo da creare una situazione critica di instabilità, e poi uno stato stazionario nuovo.

66 Retroazione o feedback Nel caso della retroazione positiva, se la deviazione causata dal fattore influente è legata a un suo eccesso, il meccanismo provoca un ulteriore aumento, se invece è legata a un suo difetto, ne provoca la diminuzione.

67 Retroazione o feedback positivo Sifone Un innalzamento del livello di liquido innesca il passaggio nel tubo, che continua anche quando il livello è ritornato quello iniziale. Input = livello liquido iniziale Output = livello aumentato Sensore = tubo ritorto (vasi comunicanti) Effettore = effetto sifone (T. Bernouilli)

68 Retroazione o feedback positivo Potenziale di azione: fase di depolarizzazione (2) Una lieve depolarizzazione della membrana cellulare porta (attraverso l apertura di canali ionici per il Na) alla completa depolarizzazione (. Input = potenziale di soglia Output = potenziale di membrana Sensore = canali ionici voltaggio-regolati Effettore = canali ionici voltaggio-regolati NB: la fase di ripolarizzazione (3) è un feedback negativo! (2) (3) (1) (4) Successive Stages: (1) Resting Stage (2) Depolarization stage (3) Repolarization stage (4) After-potential stage

69 In sintesi: La retroazione è un controllo automatico -la retroazione negativa stabilizza il sistema opponendosi ai cambiamenti; raggiunge questo scopo con oscillazioni intorno al valore desiderato -la retroazione positiva rende instabile il sistema, amplificando i cambiamenti; talvolta innesca un processo a valanga ; talvolta porta ad un nuovo punto di equilibrio

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73 REGOL.STABILE REGOL. OSCILL.

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