III
Indice
Prefazione
VII
Capitolo 1
Fattori ambientali,
omeostasi e adattamento 1
1.1 Ambiente esterno
1.1.1 Ambiente terrestre
1.1.2 Ambiente acquatico
1.2 Ambiente interno
1.3 Omeostasi
1.4 Adattamento
1
1
1
4
4
5
3.3 Il potenziale d’azione
3.3.1 Propagazione del potenziale
d’azione
3.3.2 Mielinizzazione e velocità
di conduzione
3.3.3 Conduzione dei segnali
e metabolismo energetico
3.4 La trasmissione sinaptica
3.4.1 Sinapsi elettriche
3.4.2 Sinapsi chimiche
Scheda 3.1
Capitolo 2
Elementi di fisiologia
cellulare
2.1 Componenti strutturali della cellula
2.1.1 Il citoplasma
2.1.2 La membrana plasmatica
2.1.3 Il nucleo
2.1.4 Il reticolo endoplasmatico
2.1.5 Apparato di Golgi
2.1.6 Lisosomi e proteasomi
2.1.7 Perossisomi
2.1.8 Mitocondri
2.2 Funzioni della membrana plasmatica
2.2.1 Diffusione
2.2.2 Osmosi
2.2.3 Diffusione attraverso canali
di membrana
2.2.4 Trasporto mediato
2.2.5 Endocitosi ed esocitosi
2.2.6 Giunzioni tra cellule
2.2.7 Potenziale di membrana
2.3 Comunicazione tra cellule
2.3.1 Recettori extracellulari
2.3.2 Recettori intracellulari
Capitolo 3
Il sistema nervoso
3.1 Morfologia delle cellule del sistema
nervoso
3.2 Funzioni delle cellule nervose
7
7
14
15
16
17
17
18
18
19
19
19
20
21
24
26
27
28
29
30
31
32
34
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
37
37
39
39
39
41
Le neurotossine che interferiscono
con la trasmissione sinaptica
7
34
3.4.3 Sinapsi centrali e integrazione
sinaptica
3.4.4 Neurotrasmettitori e recettori
3.4.5 Potenziali postsinaptici
e potenziali d’azione
3.4.6 Plasticità sinaptica e meccanismi
cellulari dell’apprendimento
Organizzazione del sistema nervoso
dei vertebrati
Evoluzione del sistema nervoso
Il sistema nervoso centrale
3.7.1 Midollo spinale
3.7.2 Tronco dell’encefalo
3.7.3 Cervelletto
3.7.4 Diencefalo
3.7.5 Emisferi cerebrali
Sistemi modulatori cerebrali
3.8.1 Il sonno
Il sistema nervoso periferico
3.9.1 Il sistema nervoso autonomo
3.9.2 Arco riflesso ortosimpatico
3.9.3 Arco riflesso parasimpatico
3.9.4 Il sistema simpatico interviene
in situazioni ambientali sfavorevoli
3.9.5 Il sistema parasimpatico interviene
durante la digestione e il riposo
3.9.6 La trasmissione sinaptica
nel sistema nervoso autonomo
43
45
46
54
55
58
58
60
61
64
65
65
65
66
66
70
70
72
72
72
72
72
IV
Indice
Capitolo 4
La percezione
dell’ambiente
4.1 Caratteristiche dei recettori sensoriali
4.2 I recettori sensoriali dei vertebrati
4.2.1 Meccanocettori
4.2.2 Elettrocettori
4.2.3 Chemiocettori
Scheda 4.1
Il sistema endocrino
5.1 Gli ormoni
5.1.1 Recettori ormonali e risposte
delle cellule bersaglio
5.1.2 Meccanismo d’azione degli ormoni
5.2 Le ghiandole endocrine
5.2.1 Ipofisi
5.2.2 Urofisi
5.2.3 Ghiandola pineale o epifisi
5.2.4 Tiroide
Scheda 5.1
Ormoni tiroidei e metamorfosi
5.2.5 Paratiroidi
5.2.6 Cellule parafollicolari, corpi
ultimobranchiali e corpuscoli
di Stannius
5.2.7 Pancreas endocrino
5.2.8 Apparato juxtaglomerulare
e sistema renina-angiotensina
5.2.9 Ghiandole surrenali
5.2.10 Le gonadi
Capitolo 6
73
74
74
90
92
Un dente particolarmente sensibile 99
4.2.4 Fotocettori
4.2.5 Termocettori
4.2.6 Recettori geomagnetici
Capitolo 5
73
Metabolismo
energetico ed effetti
della temperatura
100
107
108
111
112
112
113
118
120
125
126
127
6.5.1 Effetti sugli enzimi
6.5.2 Effetti sulle membrane
6.5.3 Effetti sull’induzione di proteine
da stress
6.6 Temperatura corporea
6.6.1 Classificazione degli animali
in base alla temperatura corporea
6.7 Ectotermi
6.7.1 Adattamenti al freddo
6.7.2 Adattamenti al caldo
6.8 Endotermi
6.8.1 Regolazione della temperatura
corporea
6.8.2 Produzione di calore
o termogenesi
6.8.3 Termogenesi senza brivido
Scheda 6.1
Termogenesi senza brivido
nei pesci
6.8.4 Adattamenti al freddo
6.8.5 Adattamenti al caldo
6.9 Eterotermi
6.9.1 Eterotermi regionali
6.9.2 Eterotermi temporali
Capitolo 7
Muscoli e movimento
158
159
161
162
163
164
164
167
168
169
170
170
172
174
176
178
178
181
183
131
133
134
135
137
138
142
149
6.1 Metabolismo aerobico
150
6.1.1 Glucidi
150
6.1.2 Lipidi
153
6.1.3 Proteine
154
6.1.4 Regolazione del metabolismo
aerobico
154
6.2 Metabolismo anaerobico
155
6.3 Riserve energetiche
156
6.4 Tasso metabolico e quoziente respiratorio 156
6.4.1 Metabolismo basale
157
6.4.2 Tasso metabolico e taglia corporea 157
6.5 Effetti della temperatura
158
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
Il citoscheletro e i motori proteici
Il movimento ameboide
Il movimento ciliare
Il movimento muscolare
I muscoli striati
7.5.1 La fibrocellula muscolare striata
7.5.2 Struttura dei miofilamenti
7.5.3 Eccitabilità muscolare e placca
motrice
Contrazione muscolare e modello
dello scorrimento dei filamenti
7.6.1 Accoppiamento
eccitazione-contrazione
Proprietà meccaniche del muscolo
scheletrico
7.7.1 Scossa muscolare semplice
7.7.2 Tetano muscolare
7.7.3 Diagramma tensione-lunghezza
7.7.4 Relazione forza-velocità
7.7.5 Il tono muscolare
7.7.6 Azione di leva dei muscoli
Aspetti metabolici della contrazione
muscolare
Tipi di fibre nei muscoli scheletrici
dei vertebrati
7.9.1 Innervazione e organizzazione
dei muscoli scheletrici
183
185
185
186
186
187
189
190
191
192
194
195
196
198
198
200
200
200
201
202
Indice
7.10 La locomozione nell’ambiente acquatico 202
7.10.1 I muscoli del nuoto nei cefalopodi 203
7.10.2 Il nuoto nei pesci
208
Scheda 7.1
Il controllo delle attività fasiche
della muscolatura dei pesci
209
7.10.3 Il nuoto nei cetacei
7.11 Il galleggiamento
7.11.1 Riduzione della quantità
di sostanze pesanti
7.11.2 Sostituzione di ioni pesanti
con ioni leggeri
7.11.3 Elevate quantità di grassi e oli
7.11.4 Presenza di camere d’aria
7.11.5 Camere d’aria a pareti rigide:
l’osso di seppia
7.11.6 Camere d’aria a pareti molli:
la vescica natatoria
Scheda 7.2
211
211
211
212
212
214
I muscoli della vescica natatoria
producono suoni
217
7.11.7 Sacche aeree dei rettili marini
7.11.8 Lo spermaceti del capodoglio
7.12 I muscoli lisci
7.12.1 Innervazione dei muscoli lisci
7.12.2 La fibrocellula muscolare liscia
7.12.3 Il meccanismo della contrazione
nei muscoli lisci
7.12.4 Proprietà meccaniche
dei muscoli lisci
7.12.5 Il controllo nervoso e umorale
dei muscoli lisci
Capitolo 8
210
211
Sistema
cardio-circolatorio
218
218
219
220
221
222
223
8.3 Il sistema circolatorio
8.3.1 Elementi di emodinamica
8.3.2 Pressione arteriosa sistemica
8.3.3 Caratteristiche morfo-funzionali
del circolo sistemico
8.3.4 Caratteristiche del circolo
polmonare
8.3.5 Adattamenti cardio-vascolari
dei mammiferi marini
8.4 Meccanismi di regolazione
della pressione arteriosa sistemica
8.4.1 Meccanismi nervosi
8.4.2 Meccanismi ormonali
8.4.3 Meccanismi locali
8.4.4 Meccanismi di regolazione
cardiovascolare
8.5 Sistema cardiovascolare dei vertebrati
non mammiferi
8.5.1 Pesci
Scheda 8.1
Struttura e prestazioni
del cuore dei pesci
8.5.2 Anfibi
8.5.3 Rettili
8.5.4 Uccelli
8.6 Il sistema linfatico
8.7 Il sangue
8.7.1 Plasma
8.7.2 Globuli rossi
8.7.3 Globuli bianchi
8.8 Emostasi
237
238
242
243
248
248
250
250
250
251
252
252
252
254
255
255
256
256
256
258
258
261
261
224
Capitolo 9
225
La respirazione e
l’apparato respiratorio
9.1 Principali strategie di scambio dei gas
8.1 Il cuore
8.1.1 Caratteristiche del tessuto
muscolare cardiaco
8.1.2 Eccitabilità delle cellule
del miocardio
8.1.3 Refrattarietà
8.1.4 Accoppiamento
eccitazione-contrazione
8.1.5 Automatismo e sistema
di conduzione
8.1.6 Eccitabilità delle cellule
pacemaker
8.1.7 Trasmissione dell’eccitamento
attraverso il cuore
8.1.8 Elettrocardiogramma
8.2 Eventi meccanici del muscolo cardiaco
8.2.1 Meccanismi di regolazione
dell’attività cardiaca
V
225
Scheda 9.1
226
226
228
228
9.2
228
230
230
230
232
234
9.3
9.4
9.5
9.6
I principi fisici che regolano
lo scambio dei gas negli epiteli
respiratori
9.1.1 Ventilazione e scambio dei gas
9.1.2 Lo scambio dei gas in acqua
e in aria
La respirazione nei pesci
9.2.1 Elasmobranchi
9.2.2 Teleostei
La respirazione negli anfibi
La respirazione nei rettili
La respirazione negli uccelli
9.5.1 Meccanica respiratoria
9.5.2 Uccelli marini
La respirazione nei mammiferi
9.6.1 Le vie aeree
9.6.2 Gli alveoli polmonari
263
263
263
265
266
267
267
268
272
273
274
276
277
278
278
279
VI
Indice
9.6.3 Meccanica respiratoria
9.6.4 Pressione intratoracica
e intrapolmonare
9.6.5 Tendenza al collasso del polmone
280
282
La tensione superficiale
e i tensioattivi
283
Scheda 9.2
9.6.6 Volumi polmonari
9.6.7 Ventilazione polmonare,
spazio morto e ventilazione
alveolare
9.7 Origine del ritmo respiratorio e controllo
della respirazione
9.7.1 Regolazione chimica del respiro
9.7.2 Respirazione in alta quota
9.7.3 Respirazione in immersione
9.7.4 Adattamenti all’immersione
dei mammiferi marini
9.8 Il trasporto dei gas
9.8.1 Il trasporto dei gas respiratori
nel sangue
9.8.2 Trasporto di O2 nel sangue
9.8.3 Trasporto di CO2 nel sangue
9.8.4 Emoglobina negli invertebrati
9.9 Il ruolo del sistema respiratorio
nell’equilibrio acido-base
9.9.1 Acidosi e alcalosi respiratorie
279
286
286
287
287
288
290
290
293
294
294
299
300
301
302
Capitolo 10 Escrezione
e osmoregolazione
303
10.1 Escrezione
10.1.1 Ammoniotelici
10.1.2 Ureotelici
10.1.3 Uricotelici
10.2 Osmoregolazione
10.3 Invertebrati
10.4 Vertebrati
10.4.1 Elasmobranchi
10.4.2 Teleostei di acqua dolce
10.4.3 Teleostei marini
10.4.4 Anfibi
10.4.5 Rettili
10.4.6 Mammiferi
10.4.7 Uccelli
303
303
305
306
307
307
308
310
312
313
314
316
317
342
Scheda 10.1 Le funzioni dell’ossido di
trimetilammina (TMAO) negli
organismi marini: una risposta
adattativa a condizioni
ambientali sfavorevoli
345
Capitolo 11 Apparato digerente
11.1 Strategie di alimentazione
11.1.1 Adattamenti per l’alimentazione
11.1.2 La regolazione dell’assunzione
di cibo
11.2 Struttura e funzione dell’apparato
digerente dei vertebrati
11.2.1 I diversi strati del tubo digerente
11.2.2 L’innervazione
11.2.3 I movimenti
11.2.4 La secrezione
11.2.5 Controllo nervoso e umorale
11.3 La digestione nella bocca
11.3.1 La masticazione
11.3.2 La deglutizione
11.3.3 Digestione e secrezione
nell’esofago
11.4 La digestione nello stomaco
11.4.1 Ghiandole gastriche
11.4.2 Movimenti dello stomaco
11.4.3 Riempimento gastrico
11.4.4 Secrezione gastrica
11.4.5 Regolazione della secrezione
gastrica
11.4.6 Fasi della secrezione gastrica
11.4.7 Fattori inibitori della secrezione
gastrica
11.4.8 Assorbimento nello stomaco
11.4.9 Svuotamento gastrico e suo
controllo
11.5 Lo stomaco dei ruminanti
11.5.1 Struttura anatomica
11.5.2 Ruminazione
11.5.3 Motilità dello stomaco
11.5.4 Digestione nel rumine
11.6 Lo stomaco dei vertebrati
non mammiferi
Scheda 11.1 Lo stomaco dei cetacei:
uno stomaco da ruminanti
11.7 La digestione nell’intestino tenue
11.7.1 La mucosa intestinale
11.7.2 La secrezione intestinale
11.7.3 Digestione e assorbimento
nell’intestino tenue
11.7.4 Variazioni della lunghezza
dell’intestino
11.7.5 L’intestino dei vertebrati
non mammiferi
11.7.6 La digestione nell’intestino crasso
Indice analitico
347
348
348
351
353
353
353
354
356
356
357
357
357
359
359
359
361
361
361
363
364
364
364
364
365
365
366
366
368
368
369
370
371
371
377
381
383
384
385
