Fisiologia-1 PDF

Prova in itinere 8 gennaio Fisiologia : Lo scopo della fisiologia è la comprensione dei meccanismi di funzionamento degli organi viventi. Studia le caratteristiche del corpo umano che consentono all'individuo di : svolgere tutte le funzioni che consentono la sopravvivenza, riprodursi , analizzare l'...

Prova in itinere 8 gennaio Fisiologia : Lo scopo della fisiologia è la comprensione dei meccanismi di funzionamento degli organi viventi. Studia le caratteristiche del corpo umano che consentono all'individuo di : svolgere tutte le funzioni che consentono la sopravvivenza, riprodursi , analizzare l'ambiente in cui vive , muoversi in esso , pensare , comunicare. Tutte le cellule dell’organismo, pur svolgendo funzioni diverse , hanno in comune alcune caratteristiche di base : -tutte necessitano di O2 produrre l'energia necessaria alle normali funzioni cellulari -quasi tutte si riproducono -tutte sono immerse nel liquido extracellulare, le cui condizioni fisico-chimiche sono controllate in maniera precisa -regolano la funzione degli organi -importanza del mezzo interno Ambiente interno →è l'ambiente liquido con il quale le cellule scambiano sostanze e informazioni. È protetto dall'ambiente esterno da cellule che lo schermano e lo racchiudono. Ha la composizione ottimale per il metabolismo cellulare. Mantiene una relativa costanza delle sue caratteristiche chimico-fisiche (equilibrio dinamico). Il mantenimento di condizioni stabili ed ottimali dell'ambiente interno è indispensabile affinchè le cellule dell'organismo esplichino pienamente le loro capacità vitali. Parametri che devono essere mantenuti costanti : -concentrazione degli ioni nei vari compartimenti dell'organismo (controllo ionico) -concentrazione dell'acqua e degli ioni in essa disciolti (controllo osmotico) -la temperatura corporea (controllo termico) -la concentrazione dei composti organici per il metabolismo (proteine , lipidi , carboidrati) (controllo energetico) I diversi organi e apparati dell'organismo funzionano allo scopo di mantenere costanti le condizioni fisico-chimiche dell'ambiente interno. Apparato respiratorio →funzione di rifornimento di O2 ed eliminazione di CO2 Apparato circolatorio →funzione di trasporto di sostanze attraverso il sangue Apparato digerente →funzione di digestione ed assorbimento dei principi nutritivi Apparato urinario →controllo del volume e della composizione del mezzo interno , eliminazione di cataboliti Omeostasi →definita da Cannon nel 1926 →definisce omeostasi come mantenimento delle condizioni dell'ambiente interno entro un ambito ristretto , indispensabile per garantire la sopravvivenza ed il buon funzionamento dell'organismo. È qualcosa di dinamico , non statico. L'omeostasi è mantenuta dai meccanismi omeostatici , ovvero meccanismi fisiologici autoregolati , che operano per mantenere le condizioni ottimali dell'ambiente interno e per ristabilirle , in caso di alterazione. Sistemi di controllo omeostatico : Mettono in atto i meccanismi omeostatici che mediano le risposte compensatorie. In condizioni fisiologiche, l'organismo è in stato di omeostasi , però , continuamente, ci sono stimoli interni e stimoli esterni che possono alterare i parametri fisiologici. In questo caso i meccanismi omeostatici si attivano e portano al recupero delle condizioni ottimali, quindi allo stato di benessere. Se i meccanismi omeostatici non riescono a compensare , fallendo, e le alterazioni non vengono recuperare, si crea lo stato patologico , ovvero la malattia, che può essere acuta o cronica. Se i meccanismi omeostatici riescono a compensare l'alterazione che si era creata, si ritorna al recupero delle condizioni ottimali e quindi allo stato di benessere. Diversamente, se le alterazioni non vengono compensate completamente, queste si mantengono e si ha uno stato patologico cronico , dove in seguito si raggiungerà un nuovo stato di equilibrio e si avrà uno stato di benessere ridotto. Di fronte ad alterazioni gravi cui i meccanismi omeostatici non riescono a compensare , si ha una ulteriore alterazione di organi e apparati ,arrivando alla morte dell'organismo. I sistemi di controllo omeostatici possono essere : -ad anello aperto →o predittivi o feedforward -ad anello chiuso →o a retroazione /feedback negativo o positivo Sistema ad anello aperto : -attività pre-programmata , i segnali di correzione sono applicati in anticipo senza misurarne l'effetto -efficace per controllare operazioni realizzate in ambienti stabili e prevedibili , dove non c'è necessità di modificare i programmi -vengono spesso utilizzati con un significato anticipatorio -i meccanismi di controllo hanno memorizzato la dinamica di un processo e la utilizzano per controllarne in anticipo l'evoluzione Spesso utilizzati per indirizzare un processo prima che la variazione si verifichi (regolazione anticipatoria) riducendo il lavoro dei meccanismi a feedback. Sistemi ad anello chiuso→azione di controllo influenzata dall'uscita Si dividono in : feedback positivo e feedback negativo. Feedback negativo (mantenimento omeostasi) : →è una risposta che andrà a controbilanciare la risposta alterata. Se il risultato di un'azione produce un'inversione dell'effetto iniziale (es: regolazione pressione sanguigna, regolazione glicemia , regolazione temperatura corporea) La maggior parte dei sistemi di controllo dell’organismo agiscono mediante un meccanismo a feedback negativo , in cui la variazione del parametro da controllare attiva dei meccanismi di compenso , che modificano il parametro in senso contrario riportandolo al valore originale. Elementi feedback negativo : -recettori (sensori) →misurano il valore del parametro che deve essere controllato ed inviano il segnale al centro di controllo -centri di controllo o di integrazione →confrontano il parametro con il valore di riferimento. In caso di disallineamento di questi fattori , il centro di controllo attiva gli effettori. -effettori →modificano il parametro da controllare, riportandolo al valore di riferimento Feedback positivo →non c'è un meccanismo omeostatico , perché tende a rafforzare la varianza , le alterazioni iniziali. Il risultato dell'azione rafforza l'effetto iniziale Differenza tra sistema aperto e chiuso: Aperto: il sistema invia dei segnali al sistema da controllare e non è informato degli effetti dei propri comandi. Il sistema da controllare modifica il suo funzionamento, ma il controllore non ha nessuna informazione sugli esiti del suo segnale. Chiuso: il controllore invia il segnale che va a modificare il sistema da controllare, il quale modifica il proprio funzionamento, e il controllore viene informato degli effetti della modificazione. Termoregolazione: Gli esseri umani sono omeotermi →sono in grado di regolare la temperatura interna mantenendola in un intervallo molto limitato (35,5-37 gradi) anche quando la temperatura esterna subisce variazioni. 37°C è la temperatura ottimale alla quale gli enzimi del nostro organismo lavorano alla massima velocità e l’attività metabolica si svolge in maniera efficiente -T° > 40°C causano danni al Sistema Nervoso Centrale (SNC). -T° < 33°C causano perdita di coscienza e danni al cuore, SNC e altri organi. Non tutto il corpo deve necessariamente rimanere a 37°C. Nucleo centrale →per la temperatura interna si fa riferimento al nucleo centrale, la cui estensione può essere differente a seconda della temperatura esterna. È costituito da testa , SNC , collo , organi toracici e addominali , muscoli scheletrici (organi che devono rimanere a 37⁰C) Guscio periferico →intorno al nucleo è possibile definire il guscio periferico , costituito da pelle , grasso sottocutaneo, le estremità. Può sostenere temperature più basse e variabili. La temperatura e lo spessore del guscio variano al variare della temperatura ambientale (omeoterma solo nel nucleo centrale) Bilancio termico : Per mantenere la temperatura di 37°C si parla di BILANCIO TERMICO, cioè un equilibrio dinamico tra entrate (produzione interna di calore o calore dall’ambiente) ed uscite di calore. Questo equilibrio viene mantenuto così: Se T° centrale si alza, c’è più dispersione di calore, e meno produzione di calore Se T° centrale si abbassa c’è più produzione di calore, e meno dispersione di calore TERMOSTATO IPOTALAMICO →l’ipotalamo riceve dalla periferia le informazioni sulla temperatura corporea e attiva i meccanismi di correzione delle deviazioni della temperatura corporea al valore normale. I termocettori periferici (cutanei) e termocettori centrali (addominali , ipotalamici e altre regioni ) , rilevano la temperatura e trasmettono informazioni all’ipotalamo. È diviso in 2 regioni : regione anteriore e regione posteriore. Regione anteriore (area preottica): riceve informazioni dai recettori per il caldo (attivata dal caldo). Mette in atto risposte per la termodispersione. Termodispersione → avviene attraverso la vasodilatazione cutanea, facendo così aumentare il flusso sanguigno, e, tramite la circolazione, il calore viene disperso. Anche con la traspirazione (sudorazione) viene disperso il calore, perché l’evaporazione del sudore provoca un raffreddamento , per ogni litro di acqua evaporata sono dissipate 580 kcal. In questo caso , il SNC attiva le ghiandole sudoripare che una volta stimolate andranno ad aumentare la propria secrezione di sudore , il quale bagnerà la superficie cutanea. Regione posteriore: riceve info dai recettori per il freddo (attivata dal freddo). Mette in atto risposte che ridurranno la termodispersione, quindi per la termoconservazione, e risposte per attivare i meccanismi per la termogenesi (produzione di calore) Termoconservazione e termogenesi → vasocostrizione, flusso sanguigno ridotto (e in alcuni distretti può essere cortocircuito il flusso) per consentire una minore dispersione di calore. Questo avviene perché i neuroni del sistema nervoso autonomo vengono attivati e producono adrenalina , andando ad agire a livello dei vasi sanguigni cutanei , provocando la vasocostrizione , così da trattenere il calore. Nella termogenesi con brivido , i muscoli scheletrici si contraggono con oscillazioni ritmiche (10-20 al sec) dette appunto brividi. Quando i muscoli si contraggono secondo questa modalità, non producono nessun movimento netto particolare, ma lo scopo di questa attività contrattile dei muscoli è quella di produrre calore (termogenesi con brivido). Esiste anche una termogenesi senza brivido, poco presente negli esseri umani (si presenta nel neonato), che va ad attivare il tessuto adiposo bruno, che non abbiamo, ma che è presente invece in molti animali, e che produce calore senza brividi. Alcuni fattori che modificano la temperatura corporea : -variazione di 1⁰C durante il giorno (ritmo biologico , orologio biologico) -ritmo mensile della temperatura corporea nelle donne in relazione al ciclo mestruale (oscillazione di 0,5 gradi in ovulazione/mestruazione ) -aumenta durante l'esercizio fisico (calore prodotto dai muscoli in contrazione) -esposizione a temperature estreme (inefficienza meccanismi termoregolatori) Febbre : -aumento della temperatura corporea al di sopra dei limiti normali dovuta ad uno spostamento del set point ipotalamico a valori più alti (da 37 gradi a 39 gradi). Questo è dovuto dalla produzione , per diverse condizioni di sostanze chiamate pirogeni da parte ad esempio di tossine batteriche. Alterazioni temperatura in menopausa →causata da una carenza di estrogeni →riduzione transitoria del set point ipotalamico →vampate di calore (la temperatura ambientale è percepita come massima) Stati patologici: Ipotermie →congelamento locale →assideramento generale (morte al di sotto dei 25 gradi) Ipertermie →possono essere febbrili e non febbrili. Le non febbrili possono essere esogene (colpo di sole e di calore) o endogene (origine endocrina) Misurazione della temperatura corporea: La T° corporea da un punto di vista spaziale non è omogenea. T° rettale: è ben isolata dall’ambiente, è di qualche frazione maggiore della T° del nucleo centrale T° sottolinguale: ha buona profusione sanguigna, T° vicina a quella del sangue, sensibile tuttavia al raffreddamento della faccia, collo, bocca. T° sottoascellare: se si tiene il braccio stretto, la T° gradualmente si avvicina a quella del sangue T° esofagea profonda: sondino flessibile al di sopra del cardias (interno dell’esofago fino a sopra lo stomaco) Feedback positivo→la risposta rinforza lo stimolo , spostando ancor più la variabile dal valore di riferimento. I feedback positivi non sono omeostatici. Vi è uno stimolo iniziale che genera una risposta , la risposta andrà ad aumentare ulteriormente lo stimolo , lo stimolo rinforzerà ulteriormente la risposta , che a sua volta produrrà uno stimolo e così via. Es: parto →contrazioni pre-parto: rilascio di ossitocina → contrazione utero →bambino spinto verso la cervice → stiramento cervice, e così fino al parto, che farà terminare il circuito Es: Se un qualsiasi evento determina una variazione del potenziale di membrana verso valori più positivi , è lo stesso voltaggio in aumento che provoca l’apertura di molti canali del sodio voltaggio dipendenti. Il processo si autoalimenta fino a che tutti i canali del sodio non risultano completamente aperti. Feedback negativo (es. Regolazione della pressione arteriosa) : 1. I sensori (barocettori) che misurano il valore dei parametri da controllare (in questo caso la pressione). 2. Quando la pressione cambia, il sensore va ad informare il centro di integrazione, che va a confrontare il valore misurato con un valore di riferimento (set point). Il centro di integrazione non si trova nell’ipotalamo, ma nei centri bulbo-pontini (al di sopra del midollo spinale). 3. Pressione aumentata: viene generato un segnale di errore, e i sensori vanno ad attivare gli effettori, che andranno a ridurre la pressione arteriosa. 4. Per ridurre la pressione vi sono due sistemi (SNA): simpatico e parasimpatico - Vanno ad agire sul cuore, riducendo la forza di contrazione del cuore, cioè la frequenza cardiaca. - Vanno a variare il diametro delle arteriole periferiche. 5. Gli effetti sugli effettori di questo sistema di controllo avranno come effetto finale una riduzione della pressione, che tornerà ai valori normali. Il funzionamento di un controllore omeostatico presuppone che i vari componenti comunichino tra loro , scambiandosi le informazioni. Le comunicazioni intracellulari possono avvenire attraverso diversi meccanismi : Trasmissione nervosa → una sostanza chimica , detta neurotrasmettitore , viene rilasciata dal terminale assonico di un neurone ed agisce sulla cellula bersaglio , legandosi a recettori specifici. Trasmissione ormonale → una sostanza chimica detta ormone viene rilasciata da una cellula endocrina e attraverso il sangue , raggiunge l’organo bersaglio , dove agisce legandosi a recettori specifici. Segnali autocrini o paracrini → una cellula produce un messaggero chimico , che agisce sulla stessa cellula o su cellule vicine , legandosi a un recettore specifico. trasmissione neuro-ormonale = l’ormone è prodotto da un neurone Sistema endocrino : Ormone (dal greco stimolare , risvegliare) →è una sostanza chimica secreta nel sangue da una cellula o da un gruppo di cellule per essere trasportata a un bersaglio distante, dove esercita il suo effetto a concentrazioni molto basse. Gli ormoni possono avere più bersagli →es: T3 e T4 agiscono su organi di tutto il corpo Gli ormoni sono secreti da : -ghiandole endocrine -sistema endocrino diffuso (cellule G) -neuroni (neurormoni) -cellule del sistema immunitario (citochine) Funzioni del sistema endocrino: -regolazione del metabolismo -regolazione della crescita e dello sviluppo -mantenimento omeostasi Gli ormoni sono molecole-segnale che agiscono sui tessuti bersaglio. In alcuni casi possono agire sulle stesse cellule secernenti→funzione autocrina In altri casi agiscono per diffusione locale sulle cellule adiacenti →funzione paracrina Generalmente vengono trasportati dalla circolazione→funzione endocrina Gli ormoni possono essere di varia natura: -peptidici (contiene aa) -steroidei→derivano da una molecola di colesterolo -derivati da aminoacidi→ormoni tiroidei e le catecolamine vengono sintetizzati a partire dalla tirosina , melatonina sintetizzata dal triptofano Gli ormoni peptidici e le catecolamine sono immagazzinati in granuli e secreti mediante un processo di esocitosi. Gli ormoni steroidei non vengono immagazzinati , sono prodotti al momento del bisogno e vengono liberati per diffusione dalle cellule follicolari poste nelle ghiandole tiroidee. L'ormone tiroideo è immagazzinato in grandi quantità in molecole proteiche (colloide) , viene liberato per diffusione. Cellula bersaglio→è una cellula che contiene un recettore (è una proteina ) dove si legherà l'ormone. Gli ormoni proteici/peptidici e le catecolamine si legano a proteine (G) recettrici sulla membrana tramite proteine G stimolanti o inibitorie agiscono su enzimi di membrana che inducono variazioni dei livelli di secondi messaggeri , i recettori di membrana possono essere enzimatici ad attività tirosin-chinasi intrinseca (TRK) , dotati di attività fosforilante , selettiva nei confronti dei residui di tirosina. Il tipo di risposta è rapida. Per gli ormoni tiroidei, steroidei e vitamina D (che agisce come un ormone) i recettori non sono sulla membrana plasmatica, ma si trovano all’interno del nucleo. Il complesso ormone-recettore interagisce con elementi regolatori della molecola del DNA per indurre o reprimere l'espressione dei geni bersaglio (modifica nella trascrizione). L'ormone produce l'aumento o diminuizione della concentrazione di enzimi e di altre proteine. Tipo di risposta lenta. Ormoni peptidici→sono idrosolubili , quindi si sciolgono facilmente nei liquidi extracellulari per essere trasportati in circolo. La loro emivita è di pochi minuti. Per ottenere un'azione nel tempo l'ormone deve essere secreto continuamente. Ormoni steroidei →non sono solubili nel plasma e nei liquidi extracellulari , per questo motivo sono legati a proteine trasportatrici (albumina , globulina legante i corticosteroidi ). Il legame con la proteina trasportatrice protegge l'ormone della degradazione e ne prolunga l'emivita (il cortisolo ha una emivita di 60-90 min). La secrezione degli ormoni e regolata da un meccanismo a feedback negativo Es. Insulina: È un ormone importante perché regola la glicemia, ovvero i livelli di glucosio nel sangue, che deve rimanere entro certi parametri. Subito dopo il pasto, la maggior parte degli alimenti vengono assorbiti sotto forma di glucosio, facendo così aumentare la glicemia, allontanandosi dai valori di controllo. L’aumento della glicemia viene letto dai sensori che si trovano in una ghiandola, il PANCREAS (in particolare il pancreas endocrino), il quale confronta i livelli di glicemia con quelli ottimali, e va a rilasciare il suo secreto, cioè l’insulina, che va nel circolo sanguigno, e viene portata in questo modo ai tessuti bersaglio (es. Tessuto adiposo, muscoli), così da potergli far assorbire il glucosio (attività metabolica). La glicemia così si abbasserà. Vi è anche un’altra via che può attivare il pancreas, ovvero attraverso la via nervosa. Durante il pasto, lo stomaco si dilata, facendo attivare dei recettori, chiamati recettori di stiramento, andando a loro volta ad attivare il SNC, la cui risposta va ad attivare il pancreas. Es: paratormone →agisce in condizioni di ipocalcemia e agisce aumentando il riassorbimento osseo e renale. Stimola la produzione di calcitriolo che porta a un aumento del riassorbimento intestinale di calcio. Tutto ciò determina un aumento della calcemia. Sinergia : Alcuni ormoni possono avere effetti simili, e gli effetti possono sommarsi tra di loro; in alcuni casi si parla di SINERGIA quando l’effetto di due ormoni è superiore alla somma dei loro singoli effetti. Es: adrenalina, glucagone e cortisolo aumentano la glicemia. Permissività : Un ormone in alcuni casi non può svolgere al top la sua funzione perché ha bisogno di un altro ormone. Esempi: GONADOTROPINE E ORMONI RILASCIATI DALLE GONADI DA SOLI → ritardo dello sviluppo dell’apparato riproduttivo  ORMONI TIROIDEI DA SOLI → nessuno sviluppo apparato riproduttivo GONADOTROPINE E ORMONI RILASCIATI DALLE GONADI ED ADEGUATI LIVELLI DI ORMONE TIROIDEO → normale sviluppo apparato riproduttivo Antagonismo : In endocrinologia , 2 ormoni sono considerati antagonisti funzionali se svolgono azioni fisiologiche opposte. GLUCAGONE E GH (ormone della crescita) E GLICEMIA → sono antagonisti dell’insulina che riduce la glicemia. Ormoni antagonisti non competono necessariamente per lo stesso recettore, ma possono agire mediante vie metaboliche diverse, oppure un ormone può ridurre il numero di recettori per l’antagonista (es. Il GH diminuisce il numero di recettori per l’insulina). Patologie endocrine: ❖ Eccesso ormonale: ipersecrezione (adenomi) ❖ Carenze ormonali: iposecrezione (atrofia, carenza di iodio) ❖ Risposta anomala dei tessuti bersaglio: down regulation (pochi recettori, risposta tessuti ridotta). Es: ANOMALIE DEI RECETTORI (mutazioni genetiche): sindrome di femminilizzazione testicolare, cioè gli androgeni prodotti dal feto non sono in grado di influenzare lo sviluppo dei genitali, perché i recettori non funzionano. ANOMALIE DELLA TRASDUZIONE DEL SEGNALE (mutazioni genetiche): pseudoipoparatiroidismo, cioè un difetto nella proteina G che collega il recettore per il PHT all’adenilato ciclasi. I livelli di PHT sono normali, ma i pazienti mostrano sintomi di deficit ormonali. Ipofisi o ghiandola pituitaria : Ghiandola endocrina in continuità con l’ipotalamo , contenuta in una depressione dell'osso sfenoide chiamata sella turcica. Si divide in : Adenoipofisi (ipofisi anteriore) →è una vera e propria ghiandola endocrina. Gli ormoni della ipofisi anteriore sono controllati da ormoni di rilascio/inibizione prodotti dall’ipotalamo che raggiungono l'ipofisi attraverso il sistema portale ipotalamo-ipofisario. Ormoni prodotti : TSH →organo bersaglio tiroide GH → ormone somatotropo , ha azione generalizzata della crescita. Picco di produzione durante l'adolescenza. Agisce direttamente su alcuni organi bersaglio ma nella maggior parte dei casi agisce sugli organi mediante il fegato (produce somatomedine). ACTH →ormone corticotropo agisce sulla corticale del surrene (produce cortisolo) FSH →ormone follicolo stimolante , agisce sulle cellule endocrine delle gonadi LH →ormone luteinizzante , agisce sulle cellule endocrine delle gonadi Prolattina →ha come organo bersaglio la ghiandola mammaria Neuroipofisi (ipofisi posteriore) →si forma dal pavimento del diencefalo , l’ipotalamo a partire da un'evaginazione chiamata infundibolo a cui rimane unito attraverso il peduncolo ipofisario. Costituita da cellule gliali , i pituiciti e da lunghe fibre nervoso , i cui corpi cellulari sono situati nell'ipotalamo e sintetizzano neurormoni che fluiscono poi negli assoni e vengono riversati nei capillari sanguigni. Sintesi neurormoni →l'ormone è sintetizzato e accumulato nel corpo cellulare del neurone , le vescicole sono trasportate lungo la cellula , le vescicole contenenti l'ormone sono accumulati nell'ipofisi posteriore e infine gli ormoni sono rilasciati nel sangue. Ormoni prodotti : Ossitocina → Ormone antidiuretico o vasopressina →agisce sui reni Es domanda esame : FARE ESEMPI FEEDBACK NEGATIVO Asse ipotalamo-ipofisi : L'ipofisi anteriore è costituita da cellule endocrine che sintetizzano e rilasciano in circolo gli ormoni , l’ipofisi anteriore è sotto il controllo di fattori di liberazione o inibizione prodotti dall’ipotalamo che tramite un meccanismo di neurosecrezione. Ci sono dei neuroni che rilasciano un ormone nel circolo sanguineo , nell'ipotalamo si hanno questi neuroni che rilasciano fattori di inibizione o liberazione che vengono immessi in una prima circolazione che si trova al livello della residenza mediana , da questo circolo parte la vena portale che decorre nel peduncolo ipofisario, quando raggiunge l'adenoipofisi da origine a una nuova rete capillare. Quindi questo sistema costituito da due rami capillari e in mezzo si ha una vena portale si chiama sistema portale-ipotalamico-ipofisario, una prima rete capillare a livello ipotalamico e a livello dell’ipofisi anteriore La neuro-ipofisi: la situazione è differente, ci sono due regioni principali nell’ipotalamo sono il nucleo sopraottico e il nucleo paraventricolare che producono ormoni, i neuro ormoni prodotti dall’ipotalamo sono l’ossitocina (agisce a livello della muscolatura uterina e favorisce la fuori uscita del latte materno) e l’ADH (ormone anti diuretico, agisce a livello del riassorbimento dell’acqua a livello dei tubuli renali, si oppone alla perita di acqua) questi ormoni vengono rilasciati direttamente nella neuro ipofisi, questi neuroni hanno prolungamenti chiamati assoni, che decorre lungo il peduncolo ipofisario, scende nelle neuro ipofisi e dalla terminazione dell’assone vengono rilasciati ossitocina e ADH che si inseriscono nella rete capillare che si trova dentro la neuro ipofisi La maggior parte dei sistemi funziona con sistemi a feed-back negativi: l’ipotalamo rilascia un fattore trofico che agisce a livello dell’ipofisi anteriore, che produce il suo ormone che va ad agire a livello della ghiandola endocrina che produce il suo ormone dove va ad agire sul tessuto bersaglio producendo la risposta l’ormone che viene rilasciato dalla ghiandola endocrina è in grado di andare a regolare in maniera negativa sia l’attività dell’ipotalamo sia l’attività dell’ipofisi anteriore, quando l’ormone viene prodotto la sua concentrazione sale e agisce come meccanismo a feedback positivi a inibizione, la presenza di alte concentrazioni di questo ormone farà si che l’ipofisi anteriore smetterà di produrre l’ormone è un feedback lungo, ma esistono feedback brevi negativo anche l’ormone prodotto dall’ipofisi anteriore esercita un meccanismo a feedback a livello ipotalamico, quando la sua concentrazione ematica sale, l’ormone inibisce l’ipotalamo. Il fatto che ci siano questi feedback lunghi possono essere importanti per capire in caso di alterazione di questi ormoni dove sta il problema come: continua produzione di ormone nonostante i livelli alti, ipofisi anteriore non funziona, problema a livello ipotalamico Ipotalamo : è una struttura nervosa, è molto piccola si trova al di sotto del talamo, costituisce l’1% del cervello, è costituita da tanti piccoli nuclei con una funzione diversa e svolge un ruolo fondamentale dei meccanismi omeostatici, controlla i comportamenti istintivi (fame, sete) I segnali provenienti dall’ipotalamo controllano inoltre sia la parte delle funzioni del sistema nervoso sia varie funzioni endocrine Come l’ipotalamo controlla l’ipofisi: ci sono vari centri che regolano varie funzioni come la termoregolazione, la pressione arteriosa, fame, sazietà, massa corporea regolando le attività dell’ipofisi. L’ipotalamo può essere controllato come un centro di controllo delle attività endocrina, quindi è come se fosse una ghiandola endocrina speciale che controlla le attività delle altre ghiandole. Funzioni ipotalamo : 1) Attivazione del sistema nervoso simpatico →controlla il rilascio delle catecolamine dalla midollare del surrene , contribuisce al mantenimento della glicemia agendo sul pancreas endocrino. 2) Regolazione della temperatura corporea→stimolazione sudorazione e brivido 3) Controllo dell'osmolarità corporea→provoca sensazione di sete e assunzione di liquidi, secerne vasopressina 4) Controllo delle funzioni riproduttive →secerne ossitocina che provoca contrazione uterina , produce ormoni trofici che controllano gli ormoni FSH e LH dell’ipofisi anteriore 5) Controllo dell'assunzione di cibo →provoca sensazione di sazietà (centro della sazietà) , provoca sensazione di fame (centro della fame) 6) Interagisce con il sistema limbico per influenzare il comportamento e le emozioni 7) Influenza il centro di controllo cardiovascolare del midollo allungato 8) Secerne gli ormoni trofici che controllano il rilascio degli ormoni dall'ipofisi anteriore ORMONE DELLA CRESCITA: è un’ormone dell’ipofisi anteriore di natura peptidica di natura proteica costituita da una catena di aminoacidi, è responsabile dell’accrescimento lineare, stimola l’allungamento delle ossa , viene secreto fin dall’infanzia aumenta in pubertà si ha un picco. Dopo la pubertà si hanno livelli bassi Se manca il gh si ha nanismo non deforme, persone armoniche nello sviluppo ma basse di statura, induce anche un ritardo della maturazione dell’organismo Viene rilasciato dall’ipofisi anteriore, quindi l’ipotalamo produce dei sistemi di rilascio o inibizione (somostatina), ci sono una serie di situazioni che possono favorire o inibire la secrezione del GH, lo stress acuto favorisce l’inibizione mentre il sonno ne favorisce il rilascio Il GH va ad agire sul fegato che funziona come una ghiandola endocrina, produce delle somatomedine e agiscono tramite feedback-negativi Il GH va ad agire al livello dell’ipotalamo con feedback negativo le somatomedine ugualmente rilasciate dal fegato vanno ad agire a livello dell’ipotalamo e anche direttamente a livello dell’ipofisi AZIONE DEL GH: agisce a vari livelli Crescita lineare dell’individuo: a livello delle cartilagini (i condrociti aumentano di numero e di dimensione, viene stimolato la loro sintesi proteica..) e porta ad una crescita delle ossa Tutti gli organi come rene, pancreas, intestino, cute cuore… (aumentano la loro sintesi proteica, DNA e RNA, aumenta sia il numero delle cellule, stimolano la loro funzionalità) I muscoli durante la pubertà vanno ad agire a livello muscolare aumentando la captazione di aminoacidi e la sintesi proteica, riduzione di sintesi del glucosio e inducono alla produzione di massa magra  Nel tessuto adiposo riduce la captazione del glucosio e aumenta la lipolisi liberando acidi grassi utilizzati come fonte energetica Attività metabolica: l’ormone della crescita ha un effetto iperglicemizzante aumentando la glicemia, diminuzione della degradazione di aminoacidi. Sono le igf che producono l’aumento dell’accrescimento degli organi e quello della crescita lineare L’eccesso di gh nell'adulto provoca la continua crescita sulle ultime cartilagini residue portando alla deformazione delle mani e della faccia (si definisce acromegalia questa sindrome, caratterizzata dall’allargamento delle ossa della faccia) Altri disturbi : mani e piedi grandi, prognatismo, deformazioni a livello della colonna vertebrale, alterazioni nel campo visivo, irsutismo e ginecomastia e lattazione (produzione di latte) CRESCITA: non dipende solo dal gh C’è una determinazione genetica, dieta adeguata, assenza di malattie croniche e di condizioni stressanti (lo stress produce cortisolo che contrasta la crescita), livelli normali di ormoni che influenzano la crescita. La velocità di crescita non è continua né i fattori che la influenzano restano invariati durante il periodo di crescita Crescita fetale: fattori placentali e le dimensioni della nascita dipendono da fattori genetici ed ambientali, il gh non interviene nello sviluppo fetale Dopo la nascita fattori genetici, nutrizionali, il GH e altri fattori ormonali non placentali controllano la crescita Durante la pubertà: accelerazione della crescita lineare dovuta all’allungamento delle ossa lunghe.Fattori genetici ed ormonali (GH e androgeni) Controllo della glicemia: Glucosio →principale fonte energetica dei tessuti , la regolazione della omeostasi glicemica è quindi di vitale importanza. Valori di riferimento→ 70-110 mg/dL a digiuno la mattina 100-140 mg/dL →periodo post prandiale. La glicemia torna nella norma circa 2 ore dopo i pasti. Insulina →ormone ipoglicemizzante (è l'unico che ha questa funzione) Glucagone →ormone iperglicemizzante GH, Adrenalina , TSH , cortisolo →producono un aumento della glicemia Il fegato funge da sistema tampone per il glucosio : Glicemia alta →converte il glucosio in glicogeno Glicemia bassa →il glicogeno viene convertito in glucosio , per poi liberarlo nel sangue Queste funzioni del fegato sono regolate da insulina e glucagone. Pancreas endocrino: Costituito da 1-2 milioni di isole di Langerhans. Insulina →ormone peptidico formato da 2 catene proteiche lineari legate da ponti disolfuro. Viene prodotta dalle cellule beta , immessa nel circolo sanguigno e raggiunge gli organi bersaglio dove ci sono i recettori specifici ma può agire anche a livello del fegato andando ad agire sull’attività metabolica della cellula epatica. Organi bersaglio →organi insulinodipendenti →cellule che utilizzano il glucosio solo in presenza di insulina es: muscoli , tex adiposo , L'insulina si lega ai recettori specifici delle cellule bersaglio che espongono dei canali per il glucosio (GLUT-4) Regolazione stimolo insulina : La secrezione di insulina è regolata principalmente dall’aumento della concentrazione del glucosio ematico. Secondariamente , è regolata anche da : aminoacidi , derivati lipidici , ormoni gastrointestinali (gastrina , CCK) , sistema nervoso autonomo. La secrezione di insulina diminuisce nel digiuno e nell’esercizio fisico. Sono stati identificati anche sui neuroni delle aree ipotalamiche che controllano il fabbisogno alimentare , soprattutto nel centro della sazietà dell’ipotalamo ventromediale. Attivando tali recettori , l’insulina attenua il senso della fame. Effetti insulina: 1. Facilita il trasporto di glucosio dal sangue alle cellule, incrementando la permeabilità della membrana plasmatica al glucosio. Nel muscolo e nel tessuto adiposo l’insulina aumenta i trasportatori GLUT4. Nel cervello (tranne l’ipotalamo), fegato, globuli rossi l’assunzione di glucosio non è insulino-dipendente 2. Inibisce la lipolisi e l’utilizzo metabolico degli acidi grassi → attiva gli enzimi che convertono carboidrati in trigliceridi 3. Inibisce la glicogenolisi e la glucogenesi epatica e facilita la sintesi del glicogeno; 4. stimola l’utilizzo metabolico del glucosio e viene utilizzato come utilizzo metabolico e l’eccesso viene immagazzinato come glicogeno 5. Incrementa la permeabilità della membrana agli amminoacidi → inibisce la proteolisi muscolare e stimola l’assunzione di aminoacidi e la sintesi proteica; In condizioni di normoglicemia (70-110 mg/dL) vi è una bassa velocità di secrezione dell’insulina = 10μUI/min (UI=unità internazionale) Quando la glicemia sale a 120 mg/dL la velocità di secrezione arriva a 100μUI/min , mentre a 200 mg/dL la velocità di secrezione diventa 400μUI/min. L’insulina , riduce i livelli plasmatici di glucosio , acidi grassi , chetoacidi , glicerolo e aminoacidi a catena ramificata. La carenza di insulina provoca iperglicemia e acidosi metabolica. Il metabolismo infatti si sposta verso l’uso dei lipidi , con conseguente produzione di acido acetacetico e beta-idrossibutirrico (corpi chetonici) (guarda le ultime 2 slide) IL GLUCAGONE: è l’ormone del digiuno, l’abbassamento della glicemia stimola le cellule alfa del pancreas che lo producono, ha gli effetti opposti all’insulina, promuove la degradazione del glicogeno, solleva i valori della glicemia, produce glucosio andando a smontare i depositi di glicogeno-lisi oppure la glucogenesi, utilizzando anche acidi grassi come fonte energetica, viene stimolata la lipolisi che mettono in circolo gli acidi grassi utilizzati dal fegato per produrre energia Come risultato della secrezione del glucagone: la glicemia aumenta Nei casi di diabete:i sistemi che vengono interessati sono vari manca l’insulina perché le cellule beta non funziona, si ha molto glucosio in circolo ma non si può utilizzare, l’organismo reagisce come se ci fosse poco glucosio. Il fegato produce glucosio, producendo l’iperglicemia che stimola la produzione di insulina che non c’è riduzione della captazione da parte delle cellule, diminuisce anche il glucosio delle cellule e viene interpretato come mancanza di cibo portando a polifagia (eccesso di cibo zuccherato) l’iperglicemia viene peggiorata dalla produzione epatica di glucosio e porta a effetti come aumentare la secrezione di glucosio (glicosuria), il glucosio ha un’azione osmotica che provoca l’eliminazione di un sacco di acqua (poliuria) che porta a disidratazione che porta a continua sete (polidipsia) se non viene compensata porta alla diminuzione del volume ematico che porta ad un’insufficienza circolatoria periferica che porta ad un’insufficienza renale, raggrinzimento delle cellule che provoca a malfunzionamento del flusso sanguineo cellulare che portano tuti alla morte cellulare abbassamento di sintesi di trigliceridi, i lipidi vengono smontati, aumento della degradazione della lipolisi, vengono usati come fonte di energia gli acidi grassi che provoca la formazione di corpi chetonici à acidosi metabolica che può essere compensata con l’aumento della ventilazione portando a coma diabetico diminuisce la captazione di aminoacidi da parte delle cellule, quelli rimasti vengono utilizzati per produrre glucosio che porta ad un’ aggravamento della iperglicemia, e mancando l’insulina le proteine vengono degradate che porta ad atrofia muscolare con perdita di massa corporea Sistema nervoso : →insieme di organi che regolano le attività del nostro organismo →SNC →encefalo e midollo spinale →SNP →collega il SNC alla periferia e viceversa (ciò avviene grazie ai nervi e gangli ) Nel SNC avviene il riconoscimento , l’elaborazione , l’integrazione dando un’immagine completa dell’ambiente che viene poi confrontata con la memoria e in base al significato che viene attribuito alla sensazione percepita si ha l’attuazione della risposta. Porzione afferente (sensoriale) →è in grado di raccogliere stimoli e di inviare le informazioni al SNC. Vi sono i recettori x la sensibilità somatica e recettori x la sensibilità speciale. Effettuano quindi una trasduzione sensoriale (trasformano uno stimolo chimico in segnale elettrico). Porzione efferente (motoria) →si suddivide in sistema nervoso somatico e autonomo. SN somatico →prende contatto con i muscoli scheletrici SN autonomo →parasimpatico , simpatico (ortosimpatico) →controllano la muscolatura liscia dei visceri. Agnosie → Funzioni del sistema nervoso : I neuroni sono cellule eccitabili che sono in grado di generare , trasmettere ed elaborare informazioni. L'informazione nervosa si basa sulla capacità dei neuroni di generare delle correnti elettriche in seguito a modificazioni del potenziale di riposo che risultano dall'apertura o chiusura di canali ionici. I neuroni : -cellule eccitabili che conducono e trasmettono l’impulso nervoso -sono cellule altamente differenziate che non si moltiplicano -3 porzioni neurone →corpo cellulare , dendriti , assone -il neurone può cambiare la propria morfologia (plasticità morfofunzionale) -forma e dimensioni molto diverse → i neuroni raccolgono l’informazione da altri neuroni nella zona di ingresso (dendriti) , successivamente l’informazione nella zona di conduzione (assone) può essere trasmessa a grande distanza , infine nella zona di uscita (terminazioni assoniche) il neurone trasferisce l’informazione ad altre cellule Cellule della glia : -cellule non eccitabili con funzioni di sostegno, isolante , trofiche e difesa immunitaria -possono proliferare -tipi cellulari diversi nel SNC e SNP Assoni : -uno per neurone , dotato di molti rami terminali -diametro uniforme fino all’inizio dei rami terminali -unione al corpo cellulare in una regione distinta chiamata monticolo assonico o cono di emergenza -rivestiti solo da mielina -lunghezza che varia da pochi micrometri fino a diversi metri Dendriti : -molti per neurone -diametro che si assottiglia progressivamente verso l’estremità -manca il cono di emergenza -manca un rivestimento mielinico -lunghezza inferiore a quella degli assoni Potenziale di membrana : La cellula immersa nel liquido extracellulare, sia all’interno che all’esterno della cellula ci sono molti ioni in forma dissociata e rappresentano cariche negative e cariche positive. L’interno della membrana cellulare è più negativo rispetto all’esterno che è positivo (potenziale di membrana a riposo) Ambiente extracellulare→ricco di HCl Ambiente intracellulare→ricca di K+ e di anioni organici (sono quelli che rendono l'interno della cellula negativo) L'ampiezza del potenziale di membrana dipende da : -differenza di permeabilità della membrana a ioni diversi -differenza nelle concentrazioni degli ioni nei liquidi intra ed extra cellulare -contributi pompe ioniche (pompa Na+/K+ ATPasi ) L’equazione di goldman permette di calcolare il potenziale di membrana se conosciamo la concentrazione dei vari ioni all’interno e all’esterno della membrana e conosciamo la permeabilità di membrana possiamo calcolarlo A riposo la membrana è poco permeabile al sodio, quindi i canali per il sodio ce ne sono pochi mentre è molto permeabile per il potassio. Il potenziale di membrana a riposo dipende dalla concentrazione esterna e interna di potassio perché è più permeabile al potassio rispetto agli altri ioni in particolare al sodio Pompa iodio-potassio: trasporto passivo ovvero che necessita energia perché è contro gradiente, trasporta sodio e potassio, prede tutte le volte che il potassio esce dalla cellula e lo riporta dentro la cellula, solita cosa con il sodio ma il contrario ovvero quando entra nella cellula lo riporta fuori. Trasporta sodio e potassio contro gradiente, riporta il sodio all’esterno e il potassio all’interno, serve per distribuire gli ioni alla normalità di gradiente Contribuisce al potenziale di membrana che è negativo, la pompa viene definita anche elettrogenica per il suo contributo a generare questa differenza di membrana, la pompa trasporta 3 sodio verso l’esterno e 2 potassio verso l’interno, questi due tipi di trasporto sono accoppiati, quando si attiva la pompa(quando entra sodio) contribuiscono a creare uno squilibrio elettrico e mantiene l’interno negativo e l’esterno positivo A riposo il potenziale di membrana è fortemente influenzato dagli ioni potassio perché la membrana è più permeabile al potassio rispetto agli altri ioni I neuroni generano segnali elettrici che sono modificazioni del potenziale di membrana. I canali ionici : Sono formati da glicoproteine integrali di membrana che delimitano un poro acquoso attraverso il quale possono passare ioni specifici. Sono formati da più subunità uguali (canali omomeri) oppure diverse tra di loro (canali eteromeri) che delimitano un poro idrofilo. Attraverso il canale passano 10⁸ ioni al secondo. Questi canali sono molto spesso selettivi , cioè permettono il passaggio solo di determinati ioni : ad esempio alcuni canali di membrana fanno passare solo Na+ o solo K+ , mentre altri sono selettivi solo per Cl- Canali passivi →sono sempre aperti a riposo. Ciò significa che oscilla rapidamente dallo stato di apertura allo stato di chiusura. Quindi questi canali ionici alternano stati in cui sono attraversati dagli ioni a stagi in cui la corrente si azzera. Canali ad accesso variabile (a cancello)→sono chiusi , ma si aprono per variazione del potenziale di membrana (canali voltaggio dipendenti) , interazione con una molecola segnale (ligando dipendenti) nel liquido extracellulare, deformazione meccanica , fosforilazione o defosforilazione sul versante citoplasmatico e variazioni di temperatura. Potenziale d'azione : propagazione Fattori che influenzano la velocità di propagazione: -diametro dell’assone -presenza o no di mielina 0,5-2 m/s →velocità di conduzione degli assoni non mielinizzati 3-120 m/s →velocità conduzione degli assoni mielinizzati La guaina mielinica è la membrana plasmatica delle cellule della glia che vanno ad avvolgere l'assone del neurone. Nel sistema nervoso centrale le cellule che rivestono l'assone sono gli oligodendrociti, mentre nel sistema nervoso periferico sono le cellule di Schwann. Gli oligodendrociti possono mielinizzare più assoni adiacenti , mentre le cellule di Schwann mielinizzano un solo assone. Esistono delle patologie demielinizzanti : Sinapsi →giunzione tra 2 elementi cellulari eccitabili che consente il passaggio di informazione. Sinapsi elettrica→ Sinapsi chimica → Membrana pre-sinaptica → Membrana post-sinaptica→ Sinapsi chimica : Il passaggio delle informazioni consiste nell'utilizzo di molecole dette neurotrasmettitori. Consiste di 3 parti -membrana pre-sinaptica = la membrana terminale dell’assone pre-sinaptico. Contiene le vescicole e molti mitocondri. -fessura sinaptica = spazio che separa le 2 cellule (16-30nm) -membrana post-sinaptica = la membrana cellulare della cellula postsinaptica Fasi : -arrivo del potenziale di azione -si aprono i canali voltaggio dipendenti per il calcio e il calcio entra (perché esiste un gradiente di concentrazione favorevole) -il calcio provoca la fusione delle membrane vescicolare con la membrana pre-sinaptica -rilascio di neurotrasmettitori nella fessura sinaptica per esocitosi -i neurotrasmettitori diffondono fino a incontrare i recettori posti sulla membrana post-sinaptica La risposta di un neurotrasmettitore dipende dal recettore postsinaptico a cui si lega e il segnale è generato dall'apertura e chiusura di canali ionici. -recettori ionotropici→il legame del neurotrasmettitore al recettore apre direttamente un canale ionico. Sono chiamati anche recettori canale -recettori metabotropici →il legame del neurotrasmettitore al recettore crea una scascata di reazioni metaboliche intracellulari (secondi messaggeri)che portano all'apertura di un canale ionico dall'interno Propagazione del potenziale postsinaptico : I segnali sinaptici nascono a livello dendritico , Sinapsi elettrica → Giunzione neuromuscolare : È un tipo di sinapsi chimica tra il motoneurone e la fibra muscolare. Placca motrice →zona in cui i terminali assonici prendono contatto con la fibra muscolare. Nella superficie della fibra muscolare vi sono i recettori. Il neurotrasmettitore utilizzato in questo tipo di sinapsi è l'acetilcolina che attiva i recettori nicotinici (ionotropici). Di conseguenza si aprono i canali ionici non selettivi che fanno passare ioni K+ e Na+ generando un EPSP. L'EPSP viene detto potenziale di placca ed è sufficiente a generare un potenziale d'azione. Ogni potenziale d'azione in un motoneurone crea un potenziale d'azione in una fibra muscolare→sinapsi eccitatoria obbligatoria. Accoppiamento elettro-meccanico o eccitazione-contrazione = Recettore DHP →si trova sulla membrana del tubulo T L'interazione del calcio con la troponina , provoca lo scorrimento dei filamenti di actina su quelli di miosina. Scossa e tetano: Per scossa si intende una singola contrazione muscolare. Gli eventi meccanici sul muscolo , possono sommarsi tra loro. La sommazione delle scosse è possibile perché…. Tetano = sommazione di più scosse Ciclo cardiaco : Il cuore , funzionalmente è una pompa. Anatomicamente e funzionalmente è diviso in cuore destro cuore sinistro. Queste 2 parti sono separate da una parete longitudinale chiamata setto che a sua volta è divisa da una seconda parete che le è perpendicolare. Ciascuna pompa è costituita da 2 camere : atrio e il ventricolo. Gli altri hanno la funzione di raccolta del sangue , ed eseguono una modesta azione di pompaggio che facilita il passaggio del sangue nei ventricoli : sono delle semplici pompe di innesco dei ventricoli. I ventricoli sono le vere pompe muscolari che sostengono la circolazione. Struttura parete del cuore : Costituita principalmente da tessuto muscolare striato involontario. Le fibrocellule cardiache sono formate da singole cellule (cardiomiociti) con un nucleo centrale, unite tra loro da particolari strutture (dischi intercalari) che formano apparati giunzionali complessi. I cardiomiociti sono collegati tra loro da sinapsi elettriche (basta che si generi il potenziale d'azione in una singola cellula per far si che il potenziale si diffonda per tutto il miocardio). Nelle strie scalariformi sono presenti anche i desmosomi da un punto di vista di accoppiamento meccanico. Miocardio aspecifico→detto anche miocardio contrattile. È responsabile dello sviluppo di tensione Miocardio specifico →genera il battito cardiaco e provvede alla conduzione del potenziale d'azione lungo le vie preferenziali (sistema di conduzione). Si trova nel sistema di conduzione del cuore : -nodo seno-atriale →è il pacemaker naturale del cuore. -tessuto di conduzione atriale →mette in comunicazione i 2 atri ed il nodo seno atriale con quello atrioventricolare -nodo atrio-ventricolare→ -fascio di His →si dirama in branca destra e branca sinistra. -fibre di Purkinje→risalgono dall'apice alla base del cuore Fino a slide 9