Appunti dalle lezioni

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1 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

2 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

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4 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).

5 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. Omeostasi = mantenimento di una condizione costante del mezzo interno

6 Da un punto di vista funzionale distinguiamo due compartimenti liquidi

7 Da un punto di vista funzionale distinguiamo due compartimenti liquidi

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9 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.

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11 Le funzioni svolte dai diversi organi ed apparati dell organismo sono finalizzate a mantenere costanti le condizioni fisico-chimiche dell ambiente interno 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 O 2 e CO 2 Concentrazione dei prodotti di scarto ph Concentrazione di acqua, sali e altri elettroliti Temperatura Volume e pressione 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 O 2 e dell eliminazione continua di CO 2 che forma acido carbonico, per generare l energia necessaria per alimentare le attività cellulari che sostengono la vita, come segue: nutrienti + O 2 CO 2 + H 2 O + energia

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14 SISTEMA CIRCOLATORIO Trasporta nutrienti, O 2, CO 2, prodotti di rifiuto, elettroliti e ormoni in tutto il corpo 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 RESPIRATORIO Preleva O 2 dall esterno ed elimina in esso CO 2 ; contribuisce a regolare il ph regolando la velocità di rimozione della CO 2 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 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 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 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

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16 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)

17 I meccanismi di controllo omeostatico agiscono con un meccanismo di feedback negativo, ovvero con un meccanismo che induce una variazione opposta alla variazione iniziale.

18 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

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20 Controllo ormonale a feedback positivo delle contrazioni uterine durante il parto

21 Membrana citoplasmatica è sede di scambio di materia, energia e informazione con l ambiente esterno

22 Tipi di membrane biologiche giunzione intercellulare ambiente esterno all organismo membrana apicale membrana basolaterale ambiente interno dell organismo membrana epiteliale

23 Tipi di membrane biologiche ambiente esterno ambiente esterno ambiente interno membrana plasmatica ambiente interno membrane intracellulari CELLULA PROCARIOTE: membrana plasmatica CELLULA EUCARIOTE: membrana plasmatica membrane intracellulari

24 Tipi di membrane biologiche Membrana epiteliale 10-4 cm Membrana cellulare 10-7 cm

25 STRUTTURA DELLA MEMBRANA CAPILLARE

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29 I fosfolipidi sono molecole anfipatiche

30 Organizzazione dei fosfolipidi in acqua ambiente acquoso ambiente acquoso

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39 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).

40 COMUNICAZIONE INTERCELLULARE E TRASDUZIONE DEL SEGNALE

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