Fisiologia Umana: Introduzione ai concetti fondamentali

FISIOLOGIA UMANA INTRODUZIONE

Introduzione

Un organismo può essere suddiviso in diversi livelli di organizzazione, tutti studiati dalla fisiologia. All'interno di un organismo ci sono più sistemi di organi, come il sistema digestivo e il sistema respiratorio. Questi sistemi di organi sono tipicamente costituiti da più organi e ghiandole.

Un organo è una struttura distinta che ha una funzione specifica all'interno di un organismo. Ad esempio, lo stomaco è un organo che fa parte del sistema digestivo. Gli organi sono costituiti da uno o più tipi di tessuto.

Un tessuto è un insieme di cellule che hanno strutture e funzioni simili. La muscolatura liscia è un tipo di tessuto che costituisce gran parte dello stomaco.

Al livello più piccolo di organizzazione c'è una singola cellula di un tessuto. Ad esempio, una singola fibra muscolare all'interno di un muscolo.

Si possono distinguere vari livelli

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Livello chimico: una molecola nella membrana che delimita una cellula.

Livello cellulare: una cellula nella mucosa dello stomaco.

Livello tissutale: strati di tessuto nella parete dello stomaco.

Livello di organi: lo stomaco.

5 Livello di sistemi dell'organismo: il sistema digerente.

Livello di organismo: l'intero corpo.

Alcuni fisiologi studiano come funzionano le parti all'interno di una cellula o come diverse proteine o sostanze chimiche interagiscono all'interno di una cellula.

Se vogliamo fare una distinzione ancora più sottile:

• I sistemi sono associazioni di organi che presentano analogie strutturali e funzionali e che hanno la stessa modalità di derivazione embriologica; ne sono esempi i sistemi scheletrico, articolare, muscolare, vascolare, nervoso.
• Gli apparati sono invece associazioni di organi che cooperano alle stesse funzioni, pur potendo differire per l'origine embriologica e per la struttura.

Ricapitolando

Le cellule, le più piccole unità microscopiche dotate di tutte le caratteristiche della sostanza vivente, sono le parti elementari degli organismi. Gruppi di cellule si associano in tipi morfologici e funzionali specializzati, i tessuti. I tessuti non sono entità morfologiche identificabili quali strutture distinte e separate. Con il procedere dello sviluppo i tessuti si 1 | Pag .Lezione 1- 02/10/2023 - Prof. Indovina Iole aggregano, compenetrandosi gli uni con gli altri, e si coordinano topograficamente in un certo numero di organizzazioni tridimensionali a schema fisso, gli organi. Gli organi sono unità di lavoro a funzione specializzata. Piccoli o grandi che siano, essi rappresentano parti spazialmente definite del corpo umano con situazione, rapporti, struttura e funzioni caratteristiche. Gli organi formano gruppi di lavoro che sono al servizio di una estesa e significativa attività funzionale, molto più complessa di quella propria di ciascun organo del gruppo. Questi gruppi di lavoro prendono il nome di sistemi oppure di apparati. I sistemi sono associazioni di organi che presentano analogie strutturali e funzionali e che hanno la stessa modalità di derivazione embriologica; ne sono esempi i sistemi scheletrico, articolare, muscolare, vascolare, nervoso. Gli apparati sono invece associazioni di organi che cooperano alle stesse funzioni, pur potendo differire per l'origine embriologica e per la struttura. Dall'associazione degli apparati e sistemi emerge l'individuo quale entità unitaria e complesso funzionale autonomo.

Tessuti

Le cellule di struttura simile e funzioni specializzate si aggregano per formare i tessuti (muscolare, nervoso, epiteliale, connettivo):

1. Muscolare: cellule specializzate per la contrazione e generazione di forza (scheletrico, cardiaco, liscio)
2. Nervoso: cellule specializzate per la generazione e trasmissione di impulsi elettrici (encefalo, midollo spinale, nervi)
3. Epiteliale: cellule specializzate per lo scambio di materiali tra la cellula e il suo ambiente organizzato in due tipi: lamine epiteliali e ghiandole secernenti Lamine epiteliali:
   • Per esempio, strato esterno della pelle, mucosa del canale alimentare, separano il corpo dall'ambiente esterno, come il lume del canale alimentare (lume è la cavità interna di un organo cavo o di un tubo)
   • endotelio capillare
   Ghiandole secernenti: sono derivati del tessuto epiteliale specializzate nella secrezione (si formano durante lo sviluppo embrionale per invaginazione di tessuto epiteliale e sviluppano capacità secretoria)
   • Ghiandole esocrine secernono all'esterno del corpo (compresi i lumi degli organi) attraverso dotti (ghiandole sudoripare, digestive, salivari). Se durante lo sviluppo si conserva il dotto si formano ghiandole esocrine
   • Ghiandole endocrine secernono nel torrente sanguigno ormoni. Se il dotto si perde durante lo sviluppo si formano ghiandole endocrine

   2000000 000000000 Epitelio superficiale Tasca di cellule epiteliali (a) 20000000- Epitelio superficiale Cellula del dotto Cellula secretoria della ghiandola esocrina (b) .... Epitelio superficiale Cellule di connessione, perse durante lo sviluppo Cellula secretoria della ghian endocrina Vasi sanguigni (c)

   2 | Pag .Lezione 1- 02/10/2023 - Prof. Indovina Iole

4. Connettivo: cellule specializzate per connettere e sostenere. È formato da poche cellule in una quantità abbondante di materiale extracellulare. Tipi di connettivo:
   1. Tessuto co nnettivo lasso connette il tessuto epiteliale alle strutture sottostanti
   2. I tendini, che legano il tessuto muscolare alle ossa
   3. Il tessuto osseo
   4. Il sangue, tessuto linfatico
   Eccetto il sangue, le cellule del tessuto connettivo producono molecole strutturali che vengono rilasciate negli spazi extracellulari (p.e. proteina elastina).

Organi

Gli organi sono costituiti da più tessuti, per esempio lo stomaco è costituito da tessuto epiteliale, muscolare (liscio), nervoso (enterico) e connettivo (compreso il sangue) che lega tutti gli altri tessuti.

Apparati

Gli apparati sono invece associazioni di organi che cooperano alle stesse funzioni, pur potendo differire per l'origine embriologica e per la struttura del corpo umano. Sono i seguenti: l'apparato tegumentario; l' apparato locomotore, costituito dalle ossa articolate nello scheletro e dai muscoli; l'apparato circolatorio che comprende il cuore, i vasi sanguigni e linfatici, gli organi emolinfopoietici; l'apparato digerente; l'apparato respiratorio; l'apparato urinario; gli apparati genitale maschile e femminile; l'apparato endocrino; gli apparati della sensibilità specifica.

Sistemi

I sistemi sono associazioni di organi che presentano analogie strutturali e funzionali e che hanno la stessa modalità di derivazione embriologica 11 sistemi nel corpo umano

Sistema circolatorio cuore, vasi sanguigni, sangue

Sistema digerente bocca, faringe, esofago, stomaco, intestino tenue, intestino crasso, ghiandole salivari, pancreas esocrino, fegato. cistifellea

Sistema respiratorio naso, faringe, laringe, trachea, bronchi, polmoni

Sistema urinario reni, ureteri, vescica urinaria, uretra

Sistema scheletrico ossa, cartilagini, articolazioni

Sistema muscolare muscoli scheletrici

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Sistema tegumentario pelle, peli, capelli, unghie

Sistema immunitario linfonodi, timo, midollo osseo, tonsille, adenoidi, milza, appendice e (non rappresentati) leucociti, tessuto linfoide associato all'intestino e tessuto linfoide associato alla pelle

Sistema nervoso encefalo, midollo spinale, nervi periferici e (non rappresentati) organi ipofisi, tiroide, ghiandole di senso specifico surrenali, pancreas endocrino, gonadi, reni, epifisi, timo e (non rappresentati) paratiroidi, intestino, cuore, pelle e tessuto adiposo

Sistema endocrino tutti i tessuti secernenti ormoni, compresi i seguenti: ipotalamo,

Sistema riproduttivo Maschio: testicoli, pene, prostata, vescicole seminali, ghiandole bulbouretrali e dotti associati Femmina: ovaie, ovidotti, utero, vagina, mammelle

Omeostasi

L'organismo ha necessità di mantenere costanti alcune caratteristiche quali:

• Volume d'acqua contenuto nella cellula
• pH
• Temperatura

Per mantenere l'omeostasi l'organismo coopera per raggiungere tutte le cellule attraverso il liquido extracellulare

Liquido extracellulare è costituito da liquido interstiziale e dal plasma. capillari contenenti il plasma permettono lo scambio di sostanze sia attraverso le cellule sia tra una cellula e l'altra.

I Il plasma si trova in una situazione di equilibrio con il liquido interstiziale.

Liquido intracellulare = citosol, liquido gelatinoso Cellula Liquido interstiziale Vaso sanguigno - Plasma Liquido extracellulare

4 | Pag .Lezione 1- 02/10/2023 - Prof. Indovina Iole

(l'immagine sottostante è un'anticipazione del corso in cui vengono descritte le funzioni omeostatiche di ogni sistema)

SISTEMI ORGANICI

Sono costituiti da cellule organizzate secondo la specializzazione per mantenere l'omeostasi.

Si veda il capitolo 1.

SISTEMA NERVOSO

Agisce mediante ormoni secreti nel sangue Informazioni provenienti dall'ambiente esterno trasmesse attraverso il sistema nervoso regolano per regolare i processi che richiedono la durata anziché la velocità; per esempio, attività metaboliche ed equilibrio idrico ed elettrolitico.

Si vedano i capitoli 18 e 19.

OMEOSTASI

Uno stato stazionario dinamico del costituenti nell'ambiente liquido interno che circonda le cellule e scambia sostanze con esse.

Si veda il capitolo 1.

Fattori mantenuti omeostaticamente:

SISTEMA RESPIRATORIO

• Concentrazioni delle molecole nutrienti

Si vedano i capitoli 16, 17, 18 e 19.

CO CO2; aiuta a regolare il pH regolando la velocità di rimozione di CO2, che reagisce con H2O per formare acido carbonico (H_CO;).

Si vedano i capitoli 13 e 15.

SISTEMA TEGUMENTARIO

Serve da barriera protettiva tra l'ambiente esterno e il resto del corpo; le ghiandole sudoripare e la regolazione del flusso sanguigno cutaneo sono importanti nella termoregolazione.

Si vedano i capitoli 12 e 17.

Esclude i materiali estemi

SISTEMA URINARIO

• Concentrazione di acqua, sali e altri elettroliti

Si vedano i capitoli 14, 15, 18 e 19

Urine contenenti prodotti di rifiuto, acqua in eccesso ed elettroliti

È importante nella regolazione del volume, della composizione elettrolitica e del pH dell'ambiente interno; rimuove dal plasma i prodotti di rifiuto e l'acqua, il cloruro di sodio, l'acido e altri elettroliti in eccesso e li elimina nelle urine.

Si vedano i capitoli 14 e 15.

SISTEMA IMMUNITARIO

Difende contro gli invasori esterni e le cellule cancerose; favorisce la riparazione dei tessuti.

Si veda il capitolo 12.

Protegge contro gli invasori esterni

l'omeostasi è essenziale per la sopravvivenza delle cellule

Nutrienti, acqua, elettroliti

Feci contenenti residui alimentari indigeriti

dall'ambiente esterno e li trasferisce nel plasma; elimina nell'ambiente esterno i residui alimentari indigeriti.

Si veda il capitolo 16.

SISTEMA MUSCOLARE E SCHELETRICO

CELLULE Gli spermatozoi escono dal maschio Gli spermatozoi entrano nella femmina

SISTEMA RIPRODUTTIVO

Non è essenziale per l'omeostasi, ma è essenziale per la perpetuazione della specie.

Si veda il capitolo 20,

Sostengono e proteggono parti del corpo e permettono i movimenti del corpo; le contrazioni muscolari che generano calore sono importanti nella termoregolazione; il tessuto osseo immagazzina il calcio.

Si vedano i capitoli 8, 17 e 19.

Permette all'organismo di interagire con l'ambiente estemo

Necessitano dell'omeostasi per sopravvivere e svolgere funzioni specializzate per la sopravvivenza dell'intero organismo

Si vedano i capitoli 1, 2 e 3.

Necessitano di apporto continuo di nutrienti e O2 e dell'eliminazione continua di CO2 che forma acido carbonico, per generare l'energia necessaria per alimentare le attività cellulari che sostengono la vita, come segue:

AMBIENTE ESTERNO

SISTEMA CIRCOLATORIO

Trasporta nutrienti, O2, CO2, prodotti di rifiuto, elettroliti e ormoni in tutto il corpo.

Si vedano i capitoli 9, 10 e 11.

nutrienti + O2 - CO2 + H2O + energia le cellule costituiscono i sistemi organici

Ad esempio:

• Il sistema urinario sarà preposto a L'omeostasi è mantenuta a livello di sistemi organici mantenere costanti i volumi di mantengono liquido nell'organismo e a eliminare dal plasma i prodotti di rifiuto

Sistemi organici Omeostasi

• L'ipotalamo regola la temperatura, il meccanismo della fame e della sete, ecc.

è essenziale per la sopravvivenza delle formano Cellule

5 | Pag . i sistemi organici mantengono l'omeostasi

Preleva Oz dall'ambiente esterno e vi elimina Trattiene i liquidi interni

• Concentrazione di O2 e CO2

Si veda il capitolo 14.

• PH

Si veda il capitolo 15.

• Temperatura

Si veda il capitolo 17.

• Volume e pressione

Si vedano i capitoli 10, 14, e 15.

SISTEMA DIGERENTE

Ottiene nutrienti, acqua ed elettroliti Effettua scambi con tutti gli altri sistemi Effettua scambi con tutti gli altri sistemi Agisce mediante segnali elettrici per regolare le reazioni rapide del corpo; è responsabile anche delle funzioni superiori, per esempio, coscienza, memoria e creatività.

Si vedano i capitoli 4, 5, 6 e 7.

SISTEMA ENDOCRINO