Corpo umano: generalità, anatomia e fisiologia, omeostasi e feedback

Corpo umano: generalità

ANATOMIA (dal greco sezionare, tagliare, dissezionare): branca delle biologia e delle scienze naturali che studia e descrive la forma e la struttura (su scala sia microscopica sia macroscopica) del corpo di un vivente e delle sue parti e i loro rapporti reciproci. FISIOLOGIA (dal greco studio della natura): disciplina che studia il funzionamento del corpo di un essere vivente e indaga le funzioni delle sue singole parti. Come l'anatomia, è suddivisa in più rami (es. neurofisiologia, fisiologia cardiaca etc.). Anatomia e fisiologia sono strettamente correlate: le diverse parti di un corpo formano un'unità ben organizzata e ciascuna di queste parti svolge uno specifico ruolo per consentire al corpo di operare come un tutto unico. In altre parole, è la struttura a determinare quali funzioni possono essere svolte (da un organo, da un corpo etc.).

Livelli di gerarchia strutturale

CORPO UMANO: DIVERSI LIVELLI DI GERARCHIA STRUTTURALE atomi -> molecole -> cellule -> tessuti -> organi -> apparati e sistemi -> organismoNegli animali sono evidenti i livelli dell'organizzazione biologica, come illustrato attraverso l'esempio del sistema urinario umano.

1. Cellula Reni

2. Tessuto Vescica

3. Organo Uretra

4. Sistema di organi ZANICHELLI

5. Organismo

Fasi di sviluppo di un organismo

4Fasi di sviluppo di un organismo: fecondazione -> zigote -> espressione differenziata dei geni -> differenziamento cellulare Alcune funzioni sono comuni a tutte le cellule, tuttavia la maggior parte delle cellule in un organismo variano ampiamente per forma, dimensione e funzioni specifiche. Le cellule mature sono dette differenziate, cioè specializzate sia nella forma sia nella funzione. Questo processo di differenziamento conduce alla formazione dei tessuti, ovvero insiemi di cellule con struttura simile e medesima funzione, aventi la stessa origine embrionale. L'unione di due o più tessuti di tipo diverso produce strutture ancora più complesse, gli organi, capaci di svolgere funzioni altamente specifiche. Gli apparati e i sistemi sono, invece, insiemi di organi che cooperano per ottenere un risultato comune.

Tipi di tessuto nei mammiferi

Esistono 4 principali tipi di tessuto nel corpo dei mammiferi:

1. Epiteliale -> rivestimento, contenimento, protezione, isolamento dall'ambiente esterno
2. Connettivo -> rinforzo, collegamento, trasporto, sostegno, riserva, elasticità
3. Muscolare -> movimento, sostegno
4. Nervoso -> trasmissione impulsi, informazione, reazione agli stimoli, controlloCellula madre

Tipi di cellule specializzate e tessuti

Tipi di cellule specializzate Tessuti - + Organo Sistema o apparato di organi + Individuo Cellula epiteliale Tessuto epiteliale Cellula del tessuto connettivo Tessuto connettivo Cellula uovo fecondata o zigote Cellula nervosa Tessuto nervoso Un organo, il cuore, è costituito da tessuti - Apparato cardiovascolare Individuo Cellula muscolare Tessuto muscolare ZANICHELLI

Nel complesso, 5 sistemi e 6 apparati compongono il corpo vivente o organismo, che rappresenta il più alto livello gerarchico nell'organizzazione strutturale dei viventi.

Sistema e apparato

1SISTEMA: unità funzionale costituita da un insieme di organi, solitamente omogenei per struttura, che condividono la stessa origine embrionale (sono 5: nervoso, linfatico/immunitario, endocrino, scheletrico, muscolare). In linea di massima sono costituiti da organi anatomicamente scollegati, cioè spazialmente distanti l'uno dall'altro, ma comunque strettamente correlati da un punto di vista funzionale. APPARATO: insieme di organi, solitamente diversi per struttura e con una diversa origine embrionale, che cooperano per svolgere le stesse funzioni (sono 6: tegumentario, cardiovascolare, digerente, respiratorio, urinario e riproduttore). Gli apparati sono solitamente costituiti da organi anatomicamente collegati, ovvero posizionati in continuità fisica o in sequenza l'uno con l'altro.

Informazioni dettagliate su apparati e sistemi

Alcune informazioni più in dettaglio:

1. Apparato tegumentario: costituisce il rivestimento esterno dell'organismo (cute) fornendo una barriera di protezione, regolando la T interna, eliminando sostanze dannose, proteggendo i tessuti più prodondi e sintetizzando la vitamina D; sede dei recettori cutanei
2. Sistema scheletrico: costituito da ossa, cartilagini, legamenti e articolazioni; dà sostegno al corpo e costituisce l'impalcatura su cui agiscono i muscoli scheletrici, ha inoltre una funzione di protezione e di emopoiesi (produzione delle cellule del sangue)
3. Sistema muscolare: formato da muscoli di varia forma e tipologia, consente il movimento del corpo e le espressioni facciali, produce calore e mantiene eretta la postura
4. Sistema nervoso *: costituito da encefalo, nervi, midollo spinale e recettori di senso; risponde alle variazioni interne ed esterne (stimoli), attivando in risposta i muscoli e le ghiandole appropriati; è un sistema di regolazione rapida dell'organismo
5. Sistema endocrino *: costituito da numerose ghiandole (ipofisi, epifisi, tiroide e altre) che secernono ormoni indispensabili a numerosi processi biologici (accrescimento, riproduzione, utilizzazione delle sostanze nutritive per il metabolismo)
6. Apparato cardiovascolare: consente la circolazione del sangue in tutto l'organismo; costituito dal cuore e da un complesso sistema di vasi sanguigni (vene, arterie e capillari), serve a trasportare sostanze nutritive ed eliminare sostanze di scarto pericolose
7. Sistema linfatico/immunitario: raccoglie i fluidi e li reimmette nel sangue; allontana i detriti; è la sede dei globuli bianchi (leucociti) coinvolti nella difesa dell'organismo
8. Apparato respiratorio: fornisce ossigeno al sangue e ne allontana l'anidride carbonica prodotta con la respirazione; comprende le cavità polmonari, all'interno dei quali avvengono gli scambi gassosi necessari a mantenere in vita l'organismo
9. Apparato digerente: scompone e digerisce il cibo in unità chimiche più semplici che possono essere assorbite più facilmente e distribuite a tutte le cellule dell'organismo
10. Apparato urinario (o escretore): elimina dall'organismo sostanze di scarto come i rifiuti azotati derivanti dalla digestione delle proteine (urea); regola l'equilibrio idrico dell'organismo e mantiene il corretto valore di pH del sangue
11. Apparato riproduttivo o genitale (maschile e femminile): funzione della riproduzione; produzione di gameti e ormoni necessari allo sviluppo sessuale e alla fecondazione; le ghiandole mammarie producono il latte necessario per la nutrizione del neonato (mammiferi), nell'utero si sviluppa il feto dopo la fecondazione

Apparato locomotore e cavità corporee

L'insieme delle ossa, dei muscoli e dei legamenti viene anche chiamato apparato locomotore, perchè permette il movimento dell'organismo. Scheletro, muscoli e cute delimitano due cavità, entro cui alloggiano i diversi organi. A) Cavità dorsale: comprende il cranio e il canale vertebrale che protegge il sistema nervoso centrale, composto da encefalo e midollo spinale B) Cavità ventrale: divisa dal diaframma in cavità toracica superiore, che ospita cuore e polmoni, e addomino - pelvica inferiore, in cui si trovano stomaco, fegato, genitali etc.

Meccanismi di regolazione: omeostasi

I meccanismi di regolazione: omeostasi OMEOSTASI (dal greco rimanere uguale, stare fermi, assenza di variazioni): capacità di un essere vivente di mantenere costanti e relativamente stabili le caratteristiche chimico - fisiche del proprio ambiente interno (liquido interstiziale), anche al variare delle condizioni dell'ambiente esterno e dell'attività metabolica delle cellule del corpo. Non si tratta di un equilibrio statico bensì dinamico e come tale richiede un lavoro notevole e continuo: per garantire l'omeostasi, infatti, l'attività dell'intero organismo deve essere costantemente controllata e regolata dalla coordinazione fra i sistemi nervoso (attraverso l'invio di segnali elettrici) ed endocrino (attraverso il rilascio di ormoni).

Variabili importanti per l'equilibrio

Le variabili più importanti da mantenere in equilibrio sono:

• la temperatura (mammiferi e uccelli: endotermi)
• l'equilibrio idrosalino (quantità di acqua e sali in sangue e liquido extracellulare)
• la composizione chimica del liquido interstiziale in termini di quantità di sostanze nutrienti essenziali, di gas disciolti e di sostanze di rifiuto tossiche (urea etc.)
• la pressione sanguigna

Sistemi endocrino e nervoso -> segnali -> accelerazione o rallentamento dell'attività di tutti gli altri apparati e sistemi dell'organismo -> omeostasi

Equilibrio omeostatico e componenti

L'equilibrio omeostatico è raggiunto quando le esigenze dell'organismo sono adeguatamente soddisfatte e tutte le funzioni essenziali vengono svolte agevolmente. Il meccanismo dell'omeostasi prevede sempre la presenza di 3 componenti: A) un recettore: sensore che percepisce l'informazione relativa a un determinato stimolo esterno o interno e invia un segnale (input) al sistema di regolazione B) il centro di regolazione (o regolatore): analizza le informazioni ricevute dal recettore confrontandole col valore di rigerimento da mantenere costante; se registra una differenza, genera un segnale di errore e invia un comando (output) all'effettore C) un effettore: agisce modificando l'ambiente interno in base alle richieste ricevute dal regolatore, compiendo un'azione correttiva che riduce l'intensità dello stimolo e ripristina l'equilibrio omeostatico. L'effettore realizza la risposta agendo a ritroso sullo stimolo attraverso una serie di azioni che nel complesso costituiscono un segnale di ritorno (secondo un meccanismo a feedback o di retroazione): feedback negativo (R-) -> lo stimolo di partenza viene inibito e si indebolisce fino ad annullarsi; il meccanismo di controllo si blocca. E' il tipo di feedback più comune (es. variazioni di T, acqua, etc.). feedback positivo (R+)-> lo stimolo di partenza viene potenziato e l'alterazione si accentua; il ritmo della risposta del meccanismo di controllo diventa sempre più veloce. Tale meccanismo controlla eventi poco frequenti e che si manifestano in modo repentino (es. vomito, coagulazione sangue, parto etc.).

Esempio di feedback positivo: il parto

La posizione del feto nell'utero si abbassa e iniziano le doglie Distensione della cervice uterina causa stimola Pressione del feto contro la cervice - N Rilascio di ossitocina Circuito a retroazione positiva causa Contrazioni uterine Il parto termina il ciclo Esempio di feedback positivo: 1) il feto è pronto per essere partorito e si dispone in basso nell'utero (posizione cefalica) 2) il feto esercita pressione sulla cervice per l'apertura dell'utero; 3) ciò provoca il rilascio dell'ormone ossitocina, ormone prodotto dall'ipotalamo che fa contrarre l'utero 4) ciò spinge la testa del feto ancora più forte contro la cervice uterina, stirandola 5) più la cervice viene stirata, più l'ossitocina viene rilasciata - > feedback positivo 6) il parto (evento esterno) pone fine al circuito di retroazione