FISIOLOGIA UMANA CONCETTI DI BASE

FISIOLOGIA UMANA
CONCETTI DI BASE
I Livelli di organizzazione
I Livelli di organizzazione
MOLECOLE
MACROMOLECOLE
ZUCCHERI SEMPLICI
(glucosio)
POLISACCARIDI (amido,
glicogeno)
AMINOACIDI
PROTEINE
PURINE, PIRIMIDINE,
RIBOSIO, DH-RIBOSIO, Pi
ACINI NUCLEICI
(DNA, RNA)
ACIDI GRASSI
LIPIDI COMPLESSI
(TG, fosfolipidi,
colesterolo)
I Livelli di organizzazione
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
I quattro tipi di tessuto
sono:
• Epiteliale
• Connettivo
• Muscolare
• Nervoso.
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
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 stratificato
(rivestimento interno dell’esofago)
Epitelio squamoso semplice
(rivestimento alveoli polmonari)
Strato di
cellule morte
Epitelio cubico semplice
(dotto renale)
Cellule epiteliali
in rapida divisione
Epitelio cilindrico semplice
(rivestimento interno dell’intestino)
Epitelio squamoso stratificato
(pelle umana)
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)
Ipofisi
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.
Tiroide
Timo
Surrenale
Pancreas
Testicolo
(maschio)
Ovaia
(femmina)
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
Tessuti muscolari
• Sono tessuti specializzati per la contrazione
• Si dividono in:
- Scheletrico
- Cardiaco
- Liscio
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
Piani anatomici
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.
Sistemi /
Apparati:
digerente
cardiocircolatorio
respiratorio
urinario
muscoloscheletrico
nervoso
endocrino
immunitario
tegumentario
riproduttivo
omeostasi:
mantenimento
della costanza
dell'ambiente
interno.
- isolamento
dall'ambiente esterno
- omeostasi chimica
- omeostasi fisica
- omeostasi energetica
- omeostasi biologica
Bocca
Esofago
Fegato
Stomaco
Intestino tenue
Intestino crasso
Ano
Apparato digerente
Rifornimento
di nutrienti,
ecc.
Ghiandole salivari
Pancreas
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:
9Circolazione di sangue
9Controllo nervoso ed ormonale di tutte le funzioni:
Nervi estrinseci del sistema nervoso autonomo
Ormoni dell’apparato gastrointestinale
Sistema nervoso enterico (intrinseco)
(amilosio)
CARBOIDRATI
PROTEINE
(trigliceridi)
GRASSI
4 Cal/g
CARBOIDRATI
4 Cal/g
PROTEINE
9 Cal/g
GRASSI
Cavità nasale
Laringe
Trachea
Bronco
Polmone
Apparato
respiratorio
Scambio di gas
respiratori
- omeostasi chimica
LEGGE DI BOYLE
pV = nRT
Se T=costante,
pV=costante
Quando V aumenta la
p diminuisce. nel
polmone diventa più
piccola della p
atmosferica
Rene
Uretere
Vescica
Uretra
Apparato uropoietico
omeostasi
chimica e
metabolica
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
FATTORI CHE INFLUENZANO IL PH EMATICO
TAMPONI DIVERSI
DAL BICARBONATO
pH
TAMPONE
BICARBONATO
Cuore
Vasi
sanguigni
e sangue
Apparato
cardiovascolare
Trasporto nutrienti,
gas respiratori,
ormoni, calore, ecc.
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
Ipofisi
Tiroide
Timo
Ghiandola surrenale
Midollo
osseo
Timo
Milza
Pancreas
Linfonodi
Testicolo
(maschio)
Ovaia
(femmina)
Sistema endocrino
omeostasi
chimica e
metabolica
Vasi linfatici
Sistema immunitario
omeostasi
biologica
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
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
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
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
Capelli
Pelle
Unghie
Sistema tegumentario
omeostasi
biologica,
fisica,
energetica
Cartilagine
Muscoli
scheletrici
Ossa
Apparato muscolo-scheletrico
Sostegno, struttura,
protezione,movimento
MUSCOLO: avvolto dall’ EPIMISIO
FASCICOLO:
avvolto dal
PERIMISIO
FIBRA:
avvolta dall’
ENDOMISIO
Maschio
Femmina
Prostata
Vescicole seminali
Ovidotto
Ovaia
Uretra
Pene
Utero
Vagina
Testicoli
Apparato riproduttivo
omeostasi
della specie
FISIOLOGIA:
disciplina che studia le funzioni dei
viventi e ne ricerca le cause
omeostasi:
mantenimento
della costanza
dell'ambiente
interno.
- isolamento
dall'ambiente esterno
- omeostasi chimica
- omeostasi fisica
- omeostasi energetica
- omeostasi biologica
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
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.
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.
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.
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.
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.
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
Retroazione o feedback negativo
Valvola a galleggiante
Mantiene costante il livello di
acqua in una cisterna
(anche dopo un prelievo)
G
Input = livello prestabilito
Output = livello raggiunto
Sensore = galleggiante (G)
Effettore = ingresso acqua (V)
V
livello
tempo
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)
220 V
T
tempo
F
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)
Retroazione o feedback negativo
Riflesso pupillare
Mantiene costante l’illuminamento della retina (e la qualità della
visione) anche quando varia la luce ambientale
Retroazione o feedback negativo
Riflesso pupillare
Input = illuminamento retinico ottimale
Output = illuminamento retinico effettivo
Sensore = vie ottiche (retina)
Effettore = muscoli dell’iride
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.
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.
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)
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
(2)
(1)
(3)
(4)
di
e
s
(3)
fa
e
a
l
n
o!
:
v
o
i
i
t
z
a
NB
a
rizz ack neg
a
l
o
rip
db
e
e
f
è un
Successive Stages:
(1) Resting Stage
(2) Depolarization stage
(3) Repolarization stage
(4) After-potential stage
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
REGOL.STABILE
REGOL. OSCILL.