FISIOLOGIA UMANA

CONCETTI DI BASE

I Livelli di organizzazione

I Livelli di organizzazione

MACROMOLECOLEMOLECOLE

LIPIDI COMPLESSI (TG, fosfolipidi,

colesterolo)

ACIDI GRASSI

ACINI NUCLEICI(DNA, RNA)

PURINE, PIRIMIDINE, RIBOSIO, DH-RIBOSIO, Pi

PROTEINEAMINOACIDI

POLISACCARIDI (amido, glicogeno)

ZUCCHERI SEMPLICI (glucosio)

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 svolgonoinsieme una stessa funzione

I quattro tipi di tessuto sono:

• Epiteliale

• Connettivo

• Muscolare

• Nervoso.

• 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

Tessuto epiteliale

Superficie libera dell’epitelio

Nuclei delle cellule

Epitelio squamoso semplice(rivestimento alveoli polmonari)

Epitelio cubico semplice(dotto renale)

Epitelio cilindrico semplice(rivestimento interno dell’intestino)

Epitelio squamoso stratificato(rivestimento interno dell’esofago)

Strato di cellule morte

Cellule epiteliali in rapida divisione

Epitelio squamoso stratificato(pelle umana)

Tessuto sottostante

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

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)

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 attivitàdelle varie parti del corpo.

Ipofisi

Timo

Tiroide

Testicolo (maschio)

Pancreas

Ovaia (femmina)

Surrenale

• 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.

Tessuti connettivi

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

• Sono tessuti specializzati per la contrazione• Si dividono in:

- Scheletrico- Cardiaco- Liscio

Tessuti muscolari

• 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 uninsieme coordinato.

CELLULE DEL TESSUTO NERVOSO:- Neuroni:

trasmettono l’informazione-Neuroglia: sostengono e nutrono i neuroni

Tessuto nervoso

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: digerentecardiocircolatoriorespiratoriourinariomuscoloscheletriconervosoendocrinoimmunitariotegumentarioriproduttivo

omeostasi: mantenimento della costanza dell'ambiente interno. - isolamento dall'ambiente esterno

- omeostasi chimica

- omeostasi fisica

- omeostasi energetica

- omeostasi biologica

Apparato digerente

Bocca

EsofagoFegato

Stomaco

Intestino tenue

Intestino crasso

Ano

Ghiandole salivariPancreas

Rifornimento di nutrienti, ecc.

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:Circolazione di sangue Controllo nervoso ed ormonale di tutte le funzioni:

Nervi estrinseci del sistema nervoso autonomoOrmoni dell’apparato gastrointestinaleSistema nervoso enterico (intrinseco)

CA

RB

OID

RA

TI

PR

OTE

INE

G

RA

SSI

(am

ilosi

o)

(

trig

licer

idi)

CA

RB

OID

RA

TI

PR

OTE

INE

GR

ASS

I

4 C

al/g

4 C

al/g

9 C

al/g

Apparato respiratorio

Cavità nasaleLaringe

Trachea

Bronco

Polmone

Scambio di gas respiratori- omeostasi chimica

LEGGE DI BOYLEpV = nRTSe T=costante,

pV=costanteQuando V aumenta la p diminuisce. nel polmone diventa piùpiccola della p atmosferica

Rene

Uretere

Vescica

Uretra

Apparato uropoietico

omeostasi chimica e metabolica

1. Regolazione volume extracellulare

2. Regolazione osmolarità

3. Bilancio ionico4. Regolazione pH5. Escrezione cataboliti

e sostanze estranee6. Produzione ormoni

FUNZIONI RENALI:

escretoria – omeostatica- endocrina

FATTORI CHE INFLUENZANO IL PH EMATICO

pH TAMPONE BICARBONATO

TAMPONI DIVERSI DAL BICARBONATO

Apparato cardiovascolare

Cuore

Vasi sanguigni e sangue

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

Timo

Tiroide

Testicolo (maschio)

Pancreas

Ovaia (femmina)

Sistema immunitario

Midollo osseo

Timo

Milza

Linfonodi

Vasi linfatici

Sistema endocrino

Ghiandola surrenale

omeostasi chimica e metabolica

omeostasi biologica

Sistema endocrino-integrato con il sistema nervoso edimmunitario- 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

Sistema tegumentario

Capelli

Pelle

Unghie

omeostasi biologica, fisica, energetica

Cartilagine

Ossa

Apparato muscolo-scheletrico

Muscoli scheletrici

Sostegno, struttura, protezione,movimento

MUSCOLO: avvolto dall’ EPIMISIO

FASCICOLO: avvolto dal PERIMISIO

FIBRA: avvolta dall’ENDOMISIO

Femmina

Vescicole seminali

Pene

Uretra

Testicoli

Prostata

Maschio

Ovidotto

Ovaia

Utero

Vagina

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 feedbackIl 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 feedbackLa 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 giàdotati 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 stabilizzaopponendosi ai cambiamenti.

Retroazione o feedbackNel 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 èlegata a un suo difetto, ne provoca l'aumento.

Retroazione o feedback negativoTroppo-pienoUna immissione di liquido viene controllata dallo scarico del tubo: il livello raggiunge ma non supera il massimo consentito

Input = livello liquido massimoOutput = livello superiore al massimoSensore = tubo di scaricoEffettore = passaggio nel tubo

tempo

livello

Retroazione o feedback negativoValvola a galleggianteMantiene costante il livello diacqua in una cisterna(anche dopo un prelievo)

Input = livello prestabilitoOutput = livello raggiuntoSensore = galleggiante (G)Effettore = ingresso acqua (V)

V

G

livello

tempo

Retroazione o feedback negativoFerro da stiro con termostatoMantiene costante la temperatura della piastra (anche dopo contatto con indumenti freddi)

Input = temperatura prestabilitaOutput = temperatura raggiuntaSensore = termostato (T)Effettore = filamento (F)

220 V

tempo

T F

Retroazione o feedback negativoCampanello elettricooscilla, nel tentativo dimantenere rilasciata la molla del battacchio

Input = battacchio (A) rilasciatoOutput = posizione battacchioSensore = contatto mobile (T)Effettore = elettromagnete (E)

Retroazione o feedback negativoRiflesso pupillareMantiene costante l’illuminamento della retina (e la qualità della visione) anche quando varia la luce ambientale

Retroazione o feedback negativoRiflesso pupillare

Input = illuminamento retinico ottimaleOutput = illuminamento retinico effettivoSensore = 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 feedbackNel 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 positivoSifoneUn innalzamento del livello di liquidoinnesca il passaggio nel tubo, che continua anche quando il livello è ritornato quello iniziale.

Input = livello liquido inizialeOutput = livello aumentatoSensore = tubo ritorto (vasi comunicanti)Effettore = effetto sifone (T. Bernouilli)

(1)

(2) (3)

(4)

Retroazione o feedback positivoPotenziale 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 sogliaOutput = potenziale di membranaSensore = canali ionici voltaggio-regolatiEffettore = canali ionici voltaggio-regolati

Successive Stages:(1) Resting Stage(2) Depolarization stage(3) Repolarization stage(4) After-potential stage

NB: la fase di

ripolarizzazione (3)

è un feedback negativo !

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.