1. 6° incontro. L’Anatomia umana e la Fisiologia cellulare:
permeabilità e trasporto; meccanismi sensoriali;
elaborazione neurale; sistema endocrino
ANATOMIA UMANA E FISIOLOGIA

2. La centralità della membrana plasmatica
• compartimentalizzazione
• gradienti di concentrazione
• gradienti di potenziale elettrico
• generazione di impulsi nervosi
• sensibilità

3. Regolazione fine della concentrazione
citoplasmatica di ioni e molecole

4. Dall’ambiente intracellulare dipende l’equilibrio
delle attività metaboliche cellulari

5. • attività enzimatica (es. sintesi di cAMP)
• trasporto di elettroni
• fosforilazione ossidativa
• genesi e propagazione di segnali elettrici
• rilascio di neurotrasmettitori

6. Permeabilità e trasporto: la diffusione e il trasporto
attivo

7. Prendiamo in considerazione solo i processi che
avvengono senza diretto dispendio energetico

8. Tasso di diffusione = f (grad, D)

9. Maggiore permeabilità di membrana = maggior
flusso netto

10. La permeabilità delle diverse membrane alle
diverse sostanze varia notevolmente

11. La permeabilità può essere modificata dagli
ormoni (es. insulina nei confronti del glucosio, ADH
nei confronti dell’acqua o neurotrasmettitori nei
confronti di Na + e Ca2+)

12. Osmosi

13. Movimento dell’acqua lungo il suo gradiente di
concentrazione: si genera un gradiente di pressione
idrostatica

14. La differenza di pressione provoca un
innalzamento del livello della soluzione man mano
che l’acqua diffonde nella soluzione

15. ... finché il flusso netto dell’acqua diventa zero

16. La pressione idrostatica contraria è detta pressione
osmotica

17. Pressione osmotica = f ([soluto])

18. L’osmolarità di una soluzione dipende dalla
concentrazione del soluto

19. La tonicità dipende dalla risposta di una cellula in
soluzione

20. Nella cellula ‘ideale’ l’osmolarità e la tonicità
sarebbero due concetti equivalenti

21. Ma la tonicità di una soluzione dipende anche
(oltre che dalla [soluto]) dalla capacità di
accumulare il soluto

22. Per le specie ionizzate, il flusso netto attraverso la
membrana dipende (oltre che dal gradiente di
concentrazione) anche dalla differenza di
potenziale transmembrana

23. Gradiente elettrochimico

24. Omeostasi e stato stazionario ionico

25. • lo ione più concentrato nel citosol è il K+
• Na+ e Cl sono 10 volte meno concentrati nel
-
citosol rispetto all’ambiente esterno
• [Ca2+] viene mantenuta circa 3 ordini di grandezza
inferiore al suo valore extracellulare! (sia per
fuoriuscita per trasporto attivo sia per sequestro
nel reticolo)

26. Ma tutte le cellule presentano all’interno una
preponderanza di soluti osmoticamente attivi
(principalmente proteine e peptidi)

27. Come evitare il rigonfiamento osmotico?

28. Eliminazione dei soluti permeanti, principalmente il
Na+

29. Trasporto di acqua attraverso gli epiteli:
osmoregolazione

30. • sul ‘confine’ tra il compar timento interno
dell’organismo e l’ambiente esterno
• le cellule sono unite da giunzioni serrate
• lesostanze trasportate devono seguire una via di
passaggio transcellulare
• il trasporto di cationi è controbilanciato dal
trasporto di anioni, rendendo minimo lo sviluppo di
potenziali elettrici

32. Trasporto di acqua attraverso gli epiteli:
secrezione

33. • stomaco
• plesso corioideo
• cistifellea
• intestino
• tubuli renali

34. L’acqua non viene mai trasportata per trasporto
attivo, ma ‘trascinata’ dal trasporto di un soluto

35. Meccanismi sensoriali

36. “nihil est in intellectu quod prius non fuerit in sensu”

37. Ogni recettore risponde ad una determinata
qualità di stimolo, cioè ad una determinata forma
di energia

38. Trasduzione di uno stimolo in un impulso elettrico

39. Cinque sensi???!
E i propriocettori...?

40. • chemorecettori
• meccanorecettori
• fotorecettori
• termorecettori
• elettrorecettori

41. La ricezione sensoriale (= elaborazione dello
stimolo) avviene nelle membrane dei recettori

42. Selettività del recettore

43. Lo stimolo viene trasdotto in variazioni di
potenziale di membrana

44. Amplificazione del segnale

45. L’intensità dello stimolo viene trasdotta in una
frequenza di impulso

46. • recettoridi tipo tonico (al crescere dell’intensità
dello stimolo, aumenta la frequenza dell’impulso) -
A LENTO ADATTAMENTO -
• recettori di tipo fasico (la scarica di potenziale
elettrico si produce solo per variazioni di energia
dello stimolo) - A RAPIDO ADATTAMENTO -

47. Organo dell’equilibrio

50. I tre canali semicircolari rilevano le variazioni nella
velocità dei movimenti della testa (cioè
l’accelerazione)

51. Quando la testa si muove lungo un piano spaziale,
l’inerzia dell’endolinfa la fa spostare verso una
sporgenza, detta cupola

52. La cupola stimola poi delle cellule cigliate, poste in
aree dette maculae

53. Associate alle maculae ci sono gli otoliti, che
segnalano la posizione relativa rispetto alla forza di
gravità

54. Organo dell’udito

58. Timpano >> catena di ossicini >> finestra ovale
>> liquido cocleare >> finestra rotonda

59. La vibrazione del liquido cocleare fa vibrare la
membrana tectoria, alla quale sono agganciate le
cellule cigliate

60. Le cellule cigliate fanno un contatto sinaptico con
le fibre sensitive dell’VIII nervo cranico (nervo
acustico)

61. L’amplificazione del segnale (provocata dalla
finestra ovale) è fondamentale poiché l’inerzia dei
liquidi cocleari è molto maggiore di quella dell’aria

62. Fotorecettori: coni e bastoncelli

64. Presenza di pigmenti fotoeccitabili in membrana

65. La fovea è una piccola zona della retina in cui sono
presenti solo coni: è la zona di massima acuità
visiva

67. Massima sensibilità per una luce debole quando la
sua immagine cade al di fuori della fovea

68. Il meccanismo della visione è una
iperpolarizzazione della membrana, causata da una
diminuzione della conduttanza al Na +

69. Rodopsina = opsina + retinale

72. Al buio, il carotenoide è nella conformazione 11-
cis: esso si adatta perfettamente al sito dell’opsina

73. Con lo stimolo luminoso, si ha l’isomerizzazione a
11-trans: il retinale non si adatta più all’opsina

76. Si ha una modificazione conformazionale
dell’opsina, che determina l’apertura dei canali del
Ca2+ presenti in membrana

77. Il Ca2+ entra massivamente in cellula e va a
bloccare i canali del Na+: si genera
iperpolarizzazione di membrana

78. Il retinale viene sintetizzato a partire dal retinolo, la
vitamina A

79. Elaborazione neurale e comportamento

80. Il sistema nervoso centrale (SNC)

81. Encefalo
Sostanza grigia in periferia

82. Cervello

83. Cervelletto
• controllo postura

84. Tronco encefalico (midollo allungato)
• controllo funzioni vegetative primarie

85. Midollo spinale
Sostanza grigia al centro

86. • le fibre nervose afferenti sono le vie sensitive
• le fibre nervose efferenti sono le vie motorie
• lefibre afferenti entrano nel SNC lungo le radici
dorsali dei nervi cranici e spinali
• le fibre efferenti lasciano il SNC con le radici ventrali

87. Le vie efferenti sono quelle che conducono dal
sistema nervoso all’organo innervato, e prevedono
sempre l’intervento di almeno un motoneurone

88. Nel midollo spinale
• la sostanza grigia è organizzata centralmente, a forma di H
• lefibre sensitive originano da corpi cellulari situati nella catena
dei gangli paravertebrali
• le fibre motorie si originano da cellule situate nelle corna
anteriori, cioè ventrali

91. Il più semplice circuito nervoso: un arco riflesso
monosinaptico

92. Un neurone sensitivo fa sinapsi (all’interno del
SNC) con un neurone di moto, che poi va ad
innervare un muscolo

93. Circuiti nervosi più complessi: archi riflessi
polisinaptici

94. Il sistema nervoso autonomo (SNA)

95. Il sistema nervoso autonomo
• controlla le funzioni viscerali, attraverso l’instaurazione di archi
riflessi tipici, simili agli archi riflessi somatici (che agiscono cioè sui
muscoli scheletrici)
• ilneurone effettore di tali archi riflessi è situato fuori dal SNC: è
un motoneurone situato nella catena laterale gangliare
(simpatico) oppure addirittura all’interno dell’organo bersaglio
(parasimpatico)

96. Mentre le vie efferenti nel SNC sono sempre
costituite da un solo motoneurone...

97. ... nel SNA esse sono determinate da due
neuroni:
• il primo neurone ha il corpo cellulare all’interno del SNC
• il
secondo neurone ha il corpo cellulare nel ganglio spinale o
nell’organo bersaglio (fuori dal SNC)

99. Il sistema nervoso autonomo
in sistema nervoso autonomo simpatico e sistema
• diviso
nervoso autonomo parasimpatico
• le
due branche innervano gli stessi organi ma hanno funzioni
opposte

100. Eccezione: tubo digerente!

101. Sistema nervoso simpatico e parasimpatico sono
distinguibili anche in base al tipo di
neurotrasmettitore utilizzato:
ACETILCOLINA > parasimpatico
NORADRENALINA > simpatico

102. Sistema endocrino

103. Classificazione in base alla struttura
• amine
• prostaglandine
• steroidi
• ormoni proteici

104. Classificazione in base agli effetti
• effetticinetici (contrazione muscolare e secrezione
ghiandolare) - adrenalina, ossitocina, ACTH, TSH -
• effettimetabolici (variazione delle velocità di reazione) -
insulina, glucagone, ADH -
morfogenetici (crescita e differenziamento cellulari) -
• effetti
GH, FSH, LH, estrogeni, androgeni -
comportamentali (interazione con SN) - estrogeni,
• effetti
progesterone, androgeni, prolattina -

105. Relazioni neuroendocrine
• Surrene

106. Surrenali
• distinte in una parte midollare ed in una parte corticale
• la parte corticale secerne ormoni steroidi (cortisone)
• la parte midollare, in risposta all’attivazione da parte del SNA
simpatico, secerne adrenalina e noradrenalina
•> risposta ‘lotta e fuga’: effetto glicogenolitico nei muscoli,
accelerazione della frequenza cardiaca, innalzamento della
pressione arteriosa

107. Relazioni neuroendocrine
• Ipofisi

108. Lobo anteriore: adenoipofisi
Lobo posteriore: neuroipofisi

109. Ormoni del lobo anteriore

110. Ormoni del lobo posteriore
• ADH (stimola la ritenzione idrica nel nefrone)
• ossitocina (stimola le contrazioni uterine)

112. Ormoni con funzioni metaboliche
• ACTH (stimola la parte corticale del surrene a produrre
glucocorticoidi, i quali agiscono sul fegato per promuovere la
sintesi di glucosio)
• ormoni tiroidei (tiroxina e triiodotironina) (sensibilizzano
fegato, cuore, rene e muscoli scheletrici all’azione
dell’adrenalina, inducendo una generica accelerazione del
metabolismo)
• catecolamine (prodotte dalla parte midollare del surrene)
• insulina (stimola l’assunzione di glucosio all’interno delle cellule
e la glicogenesi nel fegato) [azione opposta viene esercitata dal
glucagone]