Liquido Extracellulare e Omeostasi

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Il processo che permette agli organismi viventi di mantenere i parametri interni del corpo, come temperatura, concentrazione di acqua e sali, livelli di glucosio, ossigeno e anidride carbonica, pH, entro un range ottimale, nonostante le continue perturbazioni interne ed esterne.

L’acqua rappresenta circa il 60% del peso corporeo di un adulto. Viene suddivisa in due compartimenti principali: il Fluido Extracellulare (LEC) e il Fluido Intracellulare (LIC).

Il LEC si suddivide in: Plasma, il liquido che circola nei vasi sanguigni; Liquido interstiziale, che si trova tra le cellule; Liquido transcellulare, presente in cavità specifiche come il fluido cerebrospinale.

Il fluido extracellulare (LEC) è l'ambiente che circonda le cellule, permettendo il passaggio di sostanze nutritive e la rimozione dei prodotti di scarto del metabolismo.

Le molecole polari, come l'acqua e il glucosio, si dissolvono in acqua creando una sfera di idratazione.

Le barriere lipidiche sono membrane cellulari composte da lipidi. Le molecole polari hanno difficoltà a attraversarle e richiedono l'aiuto di proteine di membrana.

La composizione del LEC è simile a quella dell'acqua di mare, con una alta concentrazione di cloruro di sodio. All'interno delle cellule la concentrazione di sodio e cloro è minore rispetto al LEC.

Le proteine all'interno del LEC tendono ad assumere una carica negativa, per la perdita di ioni. Il sodio e il cloro sono presenti sia nel LEC che nel LIC, mentre il potassio è più concentrato nel LIC.

La diffusione è il movimento spontaneo delle molecole da una zona ad alta concentrazione a una a bassa concentrazione.

Un gradiente di concentrazione è la differenza di concentrazione di una molecola tra due zone.

L'osmosi è la diffusione di acqua attraverso una membrana semipermeabile da una soluzione a bassa concentrazione di soluto a una a alta concentrazione di soluto.

La tonicità di una soluzione indica la sua capacità di influenzare il volume di una cellula immersa.

La soluzione fisiologica (0,9% NaCl) è isotonica, ovvero non fa cambiare il volume della cellula.

La dialisi è il processo di separazione di soluti attraverso una membrana semipermeabile.

La diffusione facilitata è il movimento di molecole attraverso una membrana semipermeabile aiutate da proteine trasportatrici.

La filtrazione è il passaggio di acqua e soluti attraverso una membrana semipermeabile spinto da una pressione.

Il trasporto attivo è il movimento di molecole attraverso una membrana semipermeabile che richiede energia cellulare.

La pompa sodio-potassio è uno dei trasportatori attivi più importanti, espelle sodio dalla cellula e introduce potassio.

Il trasporto attivo secondario utilizza l'energia di un gradiente di concentrazione favorevole per muovere un'altra molecola contro gradiente.

I canali di membrana consentono il passaggio di acqua e ioni attraverso la membrana cellulare.

I canali passivi sono sempre aperti e permettono il libero passaggio di molecole.

I canali ad apertura regolata si aprono e si chiudono in risposta a segnali specifici.

Un tipo di sinapsi che utilizza neurotrasmettitori per trasmettere un segnale da un neurone a un altro.

La liberazione del neurotrasmettitore da parte del neurone presinaptico.

Il recettore che si trova sulla membrana del neurone postsinaptico e che lega il neurotrasmettitore.

Il processo in cui il neurotrasmettitore viene rilasciato dal neurone presinaptico nella fessura sinaptica.

L'enzima che degrada l'acetilcolina nello spazio sinaptico.

Un neurotrasmettitore che agisce sulle sinapsi neuromuscolari per innescare la contrazione muscolare.

Un neurotrasmettitore inibitorio che aiuta a controllare l'attività cerebrale.

Un neurotrasmettitore eccitatorio che gioca un ruolo importante nell'apprendimento e nella memoria.

Un neurotrasmettitore che regola l'umore, l'appetito e il sonno.

Un neurotrasmettitore coinvolto nelle risposte allo stress e nella regolazione della pressione sanguigna.

Un neurotrasmettitore che regola l'umore, la motivazione e il movimento.

Un neurotrasmettitore che regola l'umore, l'attenzione e l'apprendimento.

Un neurotrasmettitore che regola le emozioni e l'apprendimento.

La struttura di base di una fibra muscolare

L'unità funzionale del muscolo che si accorcia o allunga durante la contrazione.

Una proteina che fa parte del sarcomero e che si lega all'actina durante la contrazione.

Una proteina che fa parte del sarcomero e che scorre lungo la miosina durante la contrazione.

Un neurone controlla il livello di contrazione del muscolo ad esso associato. Attivando solo un neurone, il muscolo si contrae con 1/3 della sua forza massima. Attivando tutti i neuroni, si ottiene la forza massima del muscolo.

L'assone del motoneurone rilascia il neurotrasmettitore acetilcolina nella fessura sinaptica, che lega i recettori nicotinici sulla membrana della cellula muscolare.

Il potenziale d'azione viaggia lungo i tubuli T della cellula muscolare, innescando il rilascio di calcio dai reticoli endoplasmatici.

Il calcio rilasciato dai reticoli endoplasmatici si lega alla troponina, spostando la tropomiosina e consentendo alla miosina di legarsi all'actina.

La miosina si lega all'actina e si flette, generando forza e accorciando il sarcomero.

La contrazione muscolare richiede energia (ATP) per separare la miosina dall'actina e riposizionare la testa della miosina per un nuovo ciclo di ponte trasversale.

L'irrigidimento dei muscoli dopo la morte, dovuto alla mancanza di ATP e all'impossibilità di separare miosina e actina.

La curaro è una sostanza che blocca i recettori nicotinici, impedendo l'azione dell'acetilcolina e causando paralisi muscolare.

Una serie rapida di potenziali d'azione produce una contrazione muscolare prolungata e potente, chiamata tetano.

L'acetilcolinesterasi viene bloccata, aumentando la quantità di acetilcolina nella fessura sinaptica e la contrazione muscolare.

Le contrazioni isometriche mantengono la lunghezza del muscolo costante, mentre le contrazioni isotoniche mantengono la forza sviluppata costante.

Le cellule cardiache sono collegate elettricamente tramite giunzioni gap, che consentono il passaggio di ioni e la propagazione del potenziale d'azione.

Il muscolo liscio, come il muscolo cardiaco, utilizza il calcio extracellulare per iniziare la contrazione.

Il potenziale di membrana a riposo è la differenza di potenziale elettrico tra l'interno e l'esterno della cellula nervosa quando è a riposo. In questo momento, l'interno della cellula è negativo rispetto all'esterno. Questo è dovuto alla distribuzione ineguale di ioni positivi e negativi tra i due lati della membrana.

Il sodio (Na+) è più concentrato all'esterno della cellula nervosa rispetto all'interno. A causa del gradiente di concentrazione e del gradiente elettrico favorevole, il sodio tende ad entrare. I canali del sodio svolgono un ruolo importante nella formazione del potenziale d'azione.

Il potassio (K+) è più concentrato all'interno della cellula nervosa rispetto all'esterno. Il gradiente di concentrazione favorirebbe l'uscita del potassio, ma il gradiente elettrico è sfavorevole. In generale, il potassio tende ad uscire dalla cellula a riposo.

La pompa sodio-potassio è una proteina di membrana che consuma energia per pompare 3 ioni sodio fuori dalla cellula e 2 ioni potassio dentro. Questo processo mantiene il gradiente di concentrazione e contribuisce al potenziale di membrana negativo.

Il potenziale graduato è una variazione temporanea del potenziale di membrana a riposo che non raggiunge la soglia di depolarizzazione necessaria a scatenare un potenziale d'azione. Può essere di tipo depolarizzante o iperpolarizzante.

Il livello soglia è il valore del potenziale di membrana che deve essere raggiunto per innescare un potenziale d'azione. Questo livello è compreso tra -55 e -50 millivolt.

Il potenziale d'azione è una rapida variazione del potenziale di membrana che si propaga lungo l'assone della cellula nervosa. È un segnale elettrico che porta informazioni da una cellula nervosa a un'altra. Le fasi del potenziale d'azione sono: depolarizzazione, picco, ripolarizzazione e iperpolarizzazione.

La depolarizzazione è la fase del potenziale d'azione in cui il potenziale di membrana si inverte, passando da negativo a positivo. Questo avviene grazie all'apertura dei canali voltaggio-dipendenti per il sodio.

La ripolarizzazione è la fase del potenziale d'azione in cui il potenziale di membrana torna al suo livello di riposo negativo. Questo avviene grazie all'apertura dei canali voltaggio-dipendenti per il potassio.

L'iperpolarizzazione è una leggera variazione del potenziale di membrana che diventa più negativo rispetto al livello di riposo. Questo processo aiuta la cellula nervosa a tornare al suo stato di riposo e a prepararsi per un nuovo potenziale d'azione.

I neurotrasmettitori sono sostanze chimiche che trasmettono segnali tra cellule nervose (neuroni) o tra neuroni e cellule bersaglio. Essi sono rilasciati dalla cellula presinaptica e si legano a recettori sulla cellula postsinaptica.

I neurotrasmettitori di basso peso molecolare sono una classe di neurotrasmettitori che includono molecole come la dopamina, la serotonina e l'acetilcolina. Sono piccoli e possono essere sintetizzati facilmente da cellule del corpo.

I neuropeptidi sono una classe di neurotrasmettitori che sono più grandi e complessi rispetto a quelli di basso peso molecolare. Esempi di neuropeptidi includono l'oppioide endogeno, la sostanza P e l'insulina.

I trasmettitori gassosi sono una classe di neurotrasmettitori che non sono immagazzinati in vescicole sinaptiche. Esempi di trasmettitori gassosi includono l'ossido nitrico (NO) e il monossido di carbonio (CO).

La farmacologia ha sviluppato una serie di farmaci che imitano o bloccano l'azione di determinati neurotrasmettitori. Questo permette di trattare una varietà di condizioni, come la depressione, l'ansia e il dolore.