Basi molecolari e
cellulari
PROF. ALESSANDRO MALFATTI
Corso di Basi della vita
STRUTTURA e FUNZIONE
LA FUNZIONE DIPENDE DALLA STRUTTURA
ossia
LA FISIOLOGIA SI BASA SULL'ANATOMIA
(e sull'ISTOLOGIA)
Esempi sono:
la miosina (testa e coda)
lo pneumocita di I ordine: perché è così piatto?
i rapporti sinaptici nei gangli SNV:
Simpatico – 1 neurone pregangliare a molti (20-30) neuroni
postgangliari
Parasipatico – 1 neurone pregangliare a 1-2 neuroni
postgangliari
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OMEOSTASI
la costanza del “milieu interiéur”
LA COSTANZA DELL'AMBIENTE INTERNO
è LA CONDIZIONE DELLA VITA LIBERA
Per funzionare le cellule devono
vivere in determinate condizioni.
Meno energia devono utilizzare
per difendersi dalle variazioni
ambientali, più possono svolgere
le loro funzioni caratteristiche,
quelle che servono all'organismo.
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FEED BACK
il più diffuso meccanismo di regolazione
L'AUMENTO DI UN PARAMETRO DETERMINA
L'ATTIVAZIONE DI SISTEMI PER DIMINUIRLO
➢Il cibo nello stomaco stimola le
cellule gastriche G a secernere
gastrina, che ne stimola altre a
secernere HCl
➢L'acidità elevata viene percepita e
inibisce l'attività delle cellule G,
quindi diminuisce l'acidità perché la
produzione di HCl non è più stimolata
➢Ormoni tiroidei
➢Pressione ematica
➢Alimentazione
➢Temperatura
corporea
➢Assunzione di
acqua
➢Respirazione
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L'ACQUA
➢Nell'uovo fecondato è
il 90-95 % del peso
➢Nell'adulto la quantità
totale di acqua è il
60-70 % del peso vivo
➢Nel tessuto osseo è
solo il 20%
➢Nello smalto è il 10%
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PROTEINE: le molecole fondamentali
della fisiologia
FUNZIONI:
➔Catalitiche (enzimi): velocizzano reazioni chimiche
●Sintesi
●Digestione
●Trasformazione
➔Accoppiamento di reazioni: specialmente energetiche
➔Trasporto:
●Dentro la cellula
●Attraversamento della membrana
●Nel sangue
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TRASPORTO DI SOSTANZE
ATTRAVERSO LE MEMBRANE
➔DIFFUSIONE SEMPLICE (trasporto passivo)
non richiede energia e procede per delta chimico
●Piccole molecole non ionizzate e liposolubili
➢O2 – N2 – ormoni steroidei – alcool – urea
➔DIFFUSIONE FACILITATA (trasporto mediato)
non richiede energia attuale e procede per delta chimico
e/o elettrico - avviene per legame a proteine di membrana
o attraverso esse (canali di membrana)
●Piccole molecole lipofobe come cationi e anioni inorganici,
zuccheri, aminoacidi
➢Na+ - K+ - Cl- - glucosio
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TRASPORTO DI SOSTANZE
ATTRAVERSO LE MEMBRANE
➔TRASPORTO ATTIVO
richiede energia (ATP) e può avvenire sia contro gradiente
chimico sia elettrico - utilizza proteine di membrana
specifiche
●Pompe di membrana
➢Na+ / K+ - Ca++
➔UN CASO PARTICOLARE:
TRASPORTO FACILITATO ACCOPPIATO
un trasporto mediato accoppiato ad un trasporto attivo
●Assorbimento intestinale di glucosio e aminoacidi
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TRASPORTO DI SOSTANZE
ATTRAVERSO LE MEMBRANE
➔ ENDOCITOSI
consiste nel portare all'interno un “frammento di esterno”
dopo averlo avvolto in una piccola vescica di materiale
membranaceo - richiede energia e Ca++
la rottura della vescicola libera il materiale nel citoplasma
●PINOCITOSI
➢“la cellula beve”: molecole come granuli di proteine, glucidi
(glicogeno), acidi nucleici, o piccole porzioni di LEC
●FAGOCITOSI
➢“la cellula mangia”: frammenti di cellule, microorganismi
(batteri)
» Cellule specializzate come i macrofagi o i granulociti
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TRASPORTO DI SOSTANZE
ATTRAVERSO LE MEMBRANE
➔ ESOCITOSI
consiste nel portare all'esterno un “frammento di interno”
dopo averlo avvolto in una piccola vescica di materiale
membranaceo (è il processo opposto alla endocitosi)
richiede energia e Ca++ - apparato di Golgi
➢Neuromediatori, chilomicroni, insulina e altri ormoni
proteici
➔ CITOPEMPSI
è un processo di endocitosi ed esocitosi accoppiate su due poli
della membrana cellulare di una cellula – capillari
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FILTRAZIONE
➔ Le pressioni esercitate intorno alla membrana influenzano la
diffusione dei metaboliti
➢Pressione osmotica: una maggiore concentrazione di
molecole non diffusibili determina flusso di acqua (e di
soluti diffusibili) verso il lato dove la concentrazione delle
molecole indiffusibili è più elevata
●Un caso particolare: la pressione oncotica
➢Pressione idrostatica (la forza esercitata da un fluido in
quiete su ogni superficie a contatto con esso): il “peso” (la
spinta) dell'acqua sulle pareti biologiche determina un
flusso di acqua e soluti diffusibili verso il lato dove la
pressione idrostatica è minore
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Equilibrio tra sangue e
compartimento interstiziale/cellule
Ipotesi di STARLING
Pi = 40 mmHg
4025=
+15
Ponc = 25 mmHg
3025=
+5
2525=
0
2125=
-4
Pi = 17 mmHg
1725=
-8
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Equilibrio tra sangue e
compartimento interstiziale/cellule
SCAMBIO DI GAS
pO2 = 100
mmHg
pO2 = 40
pCO2 = 40
mmHg
pCO2 = 45
O2
CO2
Consumo di O2 (bassa pO2)
Produzione di CO2 (alta pCO2)
mmHg
mmHg
