Introduzione alla Fisiologia

Introduzione alla Fisiologia

• La fisiologia è la scienza che studia il funzionamento degli organismi viven in condizioni normali.
• Il principio deterministico afferma che ogni fenomeno è il risultato di qualcosa che lo ha provocato e a sua volta diventa causa di altri fenomeni.
• L'approccio meccanicistico afferma che una affermazione scientifica deve essere dimostrabile e che la comprensione di un fenomeno deve basarsi sull'individuazione delle sue cause.
• Il metodo sperimentale prevede la formulazione di un'ipotesi, l'elaborazione di un progetto per riprodurre il fenomeno e l'esecuzione dell'esperimento per verificare l'ipotesi. Include anche l'analisi critica dei dati e un momento speculativo di interpretazione dei risultati.
• La più piccola unità vivente è la cellula.
• Le attività cellulari includono assunzione, secrezione, maturazione, movimento, riproduzione, crescita, metabolismo ed escrezione.
• Il tessuto epiteliale riveste le superfici di confine dell'ambiente interno dell'organismo.
• Il sistema urinario elimina sostanze di rifiuto del metabolismo.
• Il sistema nervoso controlla l'attività di cellule e organi prevalentemente tramite segnali elettrici.
• L'omeostasi è l'insieme dei processi grazie ai quali i meccanismi fisiologici correggono le perturbazioni nell'organismo. Mantiene stabile acqua, pH e temperatura.
• I sistemi di controllo omeostatico utilizzano meccanismi a feedback (positivo e negativo) e feedforward. Essi richiedono centri di integrazione che ricevono segnali dai recettori e inviano comandi agli effettori.
• I meccanismi a feedback positivo amplificano la deviazione dal set point.
• I meccanismi a feedback negativo correggono le deviazioni dal set point.
• I meccanismi feedforward intervengono per indirizzare un processo prima che la variazione si verifichi.
• I controlli omeostatici gestiscono le riserve energetiche dell'intero organismo e la composizione dei liquidi corporei.
• La funzione di un sistema dipende dalla sua struttura. Diverse strutture cooperano per una funzione. Diverse strutture possono svolgere la stessa funzione.
• La ridondanza significa che una data funzione è eseguita da più meccanismi.
• Il pleiomorfismo significa che una struttura può svolgere diverse funzioni.
• Le cellule riconoscono e comunicano tramite segnali chimici.

Composizione dell'Organismo Umano. Compartmentici Idrici

• I costituenti quantitativamente predominanti nell'organismo umano sono acqua, muscoli e grasso.
• Il grasso rappresenta circa il 30% del peso corporeo, i muscoli rappresentano il 40-45% e lo scheletro il 25%.
• La massa corporea alipidica è composta da acqua, muscoli e cute.
• Il grasso di deposito è contenuto nel tessuto adiposo.
• Il grasso di deposito è maggiore nelle donne rispetto agli uomini.
• L'acqua costituisce tra il 50% e il 70% del peso corporeo.
• I liquidi biologici hanno concentrazioni molari dell'ordine delle µmol/L.
• L'osmolarità è il numero totale di molecole e ioni in 1 litro di soluzione.
• L'osmolarità totale dei liquidi corporei è di circa 300 mosm/L.
• I principali elettroliti disciolti nei liquidi organici sono sodio e cloro.
• I principali carboidrati sono il glicogeno muscolare e epatico.
• I compartimenti idrici dell'organismo includono intracellulare, extracellulare e transcellulare.
• Il liquido extracellulare include il liquido interstiziale e il plasma.
• La concentrazione proteica del liquido extracellulare è circa 70 g/L.
• Il plasma dei capillari è separato dal liquido interstiziale dalla parete del capillare.
• Il plasma è composto da proteine, che contribuiscono all'osmolarità.
• Il gradiente idraulico e osmotico provocano i flussi d'acqua tra i compartimenti.
• L'osmosi è un processo che non richiede energia e tende a ridurre la differenza di concentrazione di soluti.
• La legge di Van't Hoff definisce la pressione osmotica (Π = (n/V)RT).
• Solutzioni con uguale osmolarità sono chiamate isosmotiche.
• La distribuzione dell'acqua tra i compartimenti è influenzata dal contenuto di soluti.
• La pressione colloido-osmotica è causata dalle proteine plasmatiche.
• Una soluzione ipertonica provoca raggrinzimento cellulare.
• La concentrazione di sodio nel liquido extracellulare è un indice dell'osmolarità.
• La filtrazione e l'assorbimento sono regolate dalla legge del flusso (F = ΔP · Kf).

Fisiologia della Cellula

• La membrana cellulare regola gli scambi di sostanze con l'ambiente esterno in tutti gli organismi.
• La membrana cellulare è un doppio strato lipidico, che funge da barriera idrofobica.
• Le proteine di membrana sono transmembrana (attraversano il doppio strato) o periferiche (ancorate).
• I recettori di membrana sono specifici per un composto chimico.
• I recettori di membrana metabotropici possono innescare reazioni a cascata.
• I recettori di membrana possono essere ionotropici (canali).
• I canali ionici sono specifici per un tipo specifico di ione.
• Il flusso di ioni attraverso la membrana avviene per diffusione passiva.
• Le proteine carrier trasportano molecole e ioni, e possono essere saturabili.
• I messaggeri chimici, come ormoni e neurotrasmettitori, raggiungono la cellula bersaglio e modulano le sue attività.
• La trasduzione intracellulare del segnale è una cascata di eventi che segue l'interazione ligando-recettore.
• I mediatori intracellulari, come l'AMPciclico, trasferiscono il segnale.
• Il trasporto vescicolare include endocitosi ed esocitosi.
• La differenza di potenziale elettrico attraverso la membrana è mantenuta dalla diversa distribuzione ionica ed è misurata in millivolt.
• Le cellule eccitabili come neuroni e muscolari generano potenziali d'azione.
• La differenza di potenziale a riposo è generalmente negativa.
• L'equazione di Nernst determina il potenziale di equilibrio eletrochimico di uno ione singolo.

Eccitabilità Cellulare

• Gli ioni Na+, K+, Ca2+, Cl- ed anioni organici determinano il potenziale di riposo.
• Le cellule eccitabili sono neuroni e cellule muscolari.
• Il potenziale di membrana a riposo è la differenza di potenziale dovuta alla diversa distribuzione ionica, circa -70 mV nelle cellule del muscolo scheletrico.
• La depolarizzazione è un aumento del potenziale verso valori positivi, ed è proporzionale all'intensità dello stimolo.
• I potenziali graduati sono variabili, non tutto od nulla e vengono registrati nei recettori.
• Gli stimoli sotto soglia producono potenziali eletrotonici. Gli stimoli sopra soglia producono potenziali d'azione.
• Un potenziale d'azione è un fenomeno tutto-o-nulla, con durata e ampiezza tipiche per ogni tipo di cellula.
• I canali voltaggio-dipendenti per Na+ si aprono prima e più velocemente di quelli per K+.
• I canali voltaggio-dipendenti per K+ si aprono dopo quelli Na+ e permettono il ritorno al potenziale a riposo.
• Il potenziale d'azione ha una fase di depolarizzazione, e una fase di ripolarizzazione (e, in alcuni casi, una fase di iperpolarizzazione).
• Il periodo refrattario assoluto è il periodo durante il quale la cellula non può generare un altro potenziale d'azione. Il periodo refrattario relativo è il periodo in cui un potenziale d'azione può essere generato solo con uno stimolo più forte.
• La velocità di propagazione del potenziale d'azione dipende dalla dimensione dell'assone e dalla mielinizzazione.
• Le fibre mielinizzate hanno una propagazione più veloce (conduzione saltatoria), mentre quelle amieliniche la hanno più lenta.
• Le sinapsi chimiche utilizzano neurotrasmettitori per trasmettere segnali da un neurone all'altro. Le gap junctions sono sinapsi elettriche.
• L'arrivo del potenziale d'azione al terminale assonico innesca il rilascio di neurotrasmettitori tramite esocitosi.
• Il legame neurotrasmettitore-recettore induce cambiamenti nel potenziale di membrana della cellula post-sinaptica.
• I recettori ionotropici producono un cambiamento immediato di potenziale, mentre i recettori metabotropici attivano secondi messaggeri.
• Le sinapsi possono essere eccitatorie o inibitorie a seconda dei canali ionici aperti sulla membrana postsinaptica e dai tipi di neurotrasmettitori rilasciati.
• L'elaborazione dell'informazione neurale avviene nei dendriti, nel soma e nel monticolo assonico.
• EPSP ed IPSP sono potenziali graduati, rispettivamente eccitatori e inibitori.