CORSO DI FISIOLOGIA DEL CORPO UMANO: Lezione 4 Fisiologia del sistema endocrino

 

4.Fisiologia del sistema endocrino

La fisiologia del sistema endocrino riguarda la produzione, la regolazione e le funzioni delle ghiandole endocrine e degli ormoni, nonché la comunicazione ormonale e la regolazione del metabolismo nel corpo umano.

Ghiandole endocrine e ormoni:

Ghiandole endocrine: Sono organi specializzati che producono ormoni e li rilasciano direttamente nel flusso sanguigno. Esempi includono l'ipofisi, la tiroide, le ghiandole surrenali, le ghiandole paratiroidi, il pancreas endocrino e le ghiandole sessuali (ovaie e testicoli).

Ormoni: Sono sostanze chimiche prodotte dalle ghiandole endocrine che agiscono come messaggeri chimici per regolare molte funzioni corporee. Gli ormoni possono influenzare il metabolismo, la crescita, lo sviluppo, il comportamento, la riproduzione e molto altro ancora.

Comunicazione ormonale e regolazione del metabolismo:

Produzione e regolazione: Le ghiandole endocrine rilasciano gli ormoni in risposta a segnali provenienti dal sistema nervoso, da altre ghiandole endocrine o da cambiamenti nell'ambiente corporeo. Questo rilascio è regolato da feedback positivi e negativi per mantenere l'omeostasi.

Ruolo degli ormoni nel metabolismo: Gli ormoni influenzano il metabolismo regolando il tasso di utilizzo delle sostanze nutritive, il bilancio energetico, la crescita e la differenziazione cellulare. Ad esempio, l'insulina regola i livelli di zucchero nel sangue, mentre le catecolamine (come l'adrenalina) aumentano la disponibilità di energia durante lo stress.

Segnalazione ormonale: Gli ormoni viaggiano attraverso il flusso sanguigno per raggiungere i tessuti bersaglio, dove si legano ai recettori specifici sulle cellule. Questa interazione ormonale e recettoriale attiva o inibisce processi cellulari specifici.

Feedback ormonali: Quando i livelli di un determinato ormone raggiungono un certo punto, possono attivare meccanismi di feedback per regolare la produzione e il rilascio di quell'ormone. Ad esempio, il rilascio di ormone tireostimolante (TSH) dall'ipofisi è regolato dal livello degli ormoni tiroidei.

Funzioni ormonali:

Regolazione del ciclo riproduttivo: Gli ormoni sessuali come l'estrogeno e il testosterone sono cruciali per la maturazione sessuale, il ciclo mestruale, la spermatogenesi e la funzione riproduttiva.

Adattamento allo stress: Ormoni come il cortisolo sono coinvolti nella risposta allo stress, regolando la pressione sanguigna, il metabolismo energetico e la risposta immunitaria.

Regolazione del metabolismo e del bilancio energetico: Gli ormoni tiroidei (T3 e T4) regolano il metabolismo cellulare e la termogenesi.

Controllo della glicemia: L'insulina e il glucagone regolano i livelli di zucchero nel sangue.

La fisiologia del sistema endocrino è fondamentale per la comprensione di come gli ormoni influenzano una vasta gamma di processi biologici nel corpo umano, mantenendo l'omeostasi e coordinando molte funzioni vitali.

ESEMPI

Ecco alcuni esempi che illustrano la fisiologia del sistema endocrino, inclusi esempi di ghiandole endocrine, ormoni e la loro regolazione delle funzioni corporee:

Ghiandole endocrine e ormoni:

Tiroide e ormoni tiroidei: La ghiandola tiroidea produce gli ormoni tiroidei (T3 e T4) che regolano il metabolismo corporeo. Un esempio è l'aumento della produzione di ormoni tiroidei in risposta a basse temperature esterne per mantenere il calore corporeo.

Ghiandole surrenali e cortisolo: Le ghiandole surrenali secernono il cortisolo in risposta allo stress. L'aumento dei livelli di cortisolo durante situazioni stressanti aiuta il corpo a reagire, aumentando i livelli di energia e migliorando la risposta immunitaria.

Comunicazione ormonale e regolazione del metabolismo:

Insulina e glucagone nel metabolismo del glucosio: Il pancreas produce insulina che riduce i livelli di glucosio nel sangue, mentre il glucagone aumenta i livelli di glucosio quando sono bassi. Durante il pasto, l'insulina viene rilasciata per consentire l'assorbimento del glucosio dalle cellule.

Ormoni sessuali e ciclo riproduttivo: Gli ormoni sessuali, come l'estrogeno nelle donne e il testosterone negli uomini, regolano il ciclo mestruale, la maturazione sessuale, la produzione di spermatozoi e le caratteristiche sessuali secondarie.

Feedback ormonali e regolazione:

Feedback negativo dell'ormone tireostimolante (TSH): Quando i livelli di ormoni tiroidei sono elevati, il feedback negativo inibisce il rilascio di TSH dall'ipofisi, riducendo così la produzione di ormoni tiroidei per mantenere l'omeostasi.

Regolazione della glicemia: Dopo un pasto, l'incremento dei livelli di glucosio nel sangue stimola il rilascio di insulina per facilitare l'assorbimento del glucosio dalle cellule e ridurre i livelli di zucchero nel sangue.

Regolazione dello stress e risposta ormonale:

Aumento dell'adrenalina durante lo stress: Situazioni di stress attivano il rilascio di adrenalina dalle ghiandole surrenali, aumentando la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna e la disponibilità di energia per preparare il corpo alla fuga o alla lotta.

Questi esempi dimostrano come le ghiandole endocrine e gli ormoni agiscano per regolare molteplici funzioni fisiologiche nel corpo umano, influenzando il metabolismo, la risposta allo stress, la riproduzione e molti altri processi vitali.

TEST

Qual è la funzione principale delle ghiandole endocrine nel corpo umano?

a) Secernere enzimi per la digestione

b) Produrre e rilasciare ormoni direttamente nel flusso sanguigno

c) Sintetizzare globuli rossi

d) Supportare la funzione renale

Qual è la funzione dell'ormone tiroideo T3 e T4?

a) Regolare la glicemia

b) Regolare il metabolismo

c) Favorire la contrazione muscolare

d) Stimolare la produzione di insulina

Qual è l'ormone prodotto dalle ghiandole surrenali in risposta allo stress?

a) Insulina

b) Cortisolo

c) Glucagone

d) Estrogeni

Cosa fa l'insulina nel corpo?

a) Aumenta i livelli di zucchero nel sangue

b) Promuove l'assorbimento di zucchero dalle cellule

c) Aumenta la produzione di glucagone

d) Inibisce la produzione di insulina

Cosa regola il glucagone?

a) Aumenta i livelli di zucchero nel sangue

b) Diminuisce la glicemia

c) Stimola la produzione di insulina

d) Inibisce il metabolismo

Qual è il principale ormone sessuale femminile?

a) Testosterone

b) Estrogeno

c) Progesterone

d) Prolattina

Qual è l'organo principale che produce l'ormone insulina?

a) Fegato

b) Rene

c) Pancreas

d) Cuore

Cosa causa l'attivazione del rilascio di adrenalina dalle ghiandole surrenali?

a) Rilassamento

b) Stress

c) Sonno

d) Riposo

Qual è il meccanismo principale attraverso cui gli ormoni esercitano la loro azione sulle cellule?

a) Legame covalente

b) Legame ionico

c) Legame enzimatico

d) Legame con recettori specifici

Qual è la funzione del feedback negativo nei meccanismi di regolazione ormonale?

a) Inibire la produzione dell'ormone

b) Aumentare la produzione dell'ormone

c) Agire come agonista dell'ormone

d) Stimolare il rilascio dell'ormone

Risposte:

b) Produrre e rilasciare ormoni direttamente nel flusso sanguigno

b) Regolare il metabolismo

b) Cortisolo

b) Promuovere l'assorbimento di zucchero dalle cellule

a) Aumentare i livelli di zucchero nel sangue

b) Estrogeno

c) Pancreas

b) Stress

d) Legame con recettori specifici

a) Inibire la produzione dell'ormone

CORSO DI FISIOLOGIA DEL CORPO UMANO: Lezione 3 Neurofisiologia

 

3.Neurofisiologia

La neurofisiologia è lo studio delle funzioni del sistema nervoso, inclusi i neuroni, le sinapsi e i

meccanismi di trasmissione nervosa, nonché la comprensione del sistema nervoso centrale e periferico.

Neuroni, sinapsi e trasmissione nervosa:

Neuroni: Sono le cellule fondamentali del sistema nervoso che trasmettono segnali elettrici e chimici.

Ogni neurone è composto da un corpo cellulare, dendriti (che ricevono segnali), e un'assone (che

trasmette segnali ad altre cellule).

Sinapsi: Sono le giunzioni funzionali tra i neuroni, dove avviene la trasmissione del segnale da un

neurone all'altro. Le sinapsi possono essere chimiche (trasmissione attraverso neurotrasmettitori) o

elettriche (trasmissione diretta di corrente attraverso connessioni proteiche).

Trasmissione nervosa: Quando un potenziale d'azione (impulso nervoso) raggiunge l'estremità dell'assone,

vengono rilasciati neurotrasmettitori nella sinapsi. Questi neurotrasmettitori attivano i recettori sul

neurone post-sinaptico, trasmettendo così il segnale attraverso la sinapsi.

Sistema nervoso centrale (SNC) e periferico (SNP):

Sistema Nervoso Centrale (SNC): Comprende il cervello e il midollo spinale. Il cervello coordina le

funzioni cognitive, sensoriali e motorie, mentre il midollo spinale trasmette segnali tra il cervello e il

resto del corpo.

Sistema Nervoso Periferico (SNP): Include tutti i nervi e i gangli al di fuori del SNC. Il SNP è suddiviso

in sistema nervoso somatico (che controlla le funzioni volontarie, come il movimento muscolare) e

sistema nervoso autonomo (che regola funzioni involontarie, come la digestione e la frequenza cardiaca).

Funzioni, regolazione e risposte agli stimoli:

Funzioni: Il sistema nervoso regola e coordina le funzioni corporee, come il movimento, la percezione

sensoriale, la memoria, il pensiero, l'equilibrio e molte altre funzioni vitali.

Regolazione: Il sistema nervoso regola le risposte del corpo agli stimoli ambientali e interni. Può attivare

risposte come il rilascio di ormoni, la contrazione muscolare o la variazione della frequenza cardiaca.

Risposte agli stimoli: Il sistema nervoso può percepire e rispondere a stimoli ambientali come il calore,

il freddo, il dolore, il suono, la luce e molto altro ancora. Le risposte possono essere volontarie (come

tirare via la mano da una superficie calda) o involontarie (come la contrazione dei muscoli per mantenere

l'equilibrio).

La neurofisiologia studia come il sistema nervoso funziona a livello cellulare, molecolare e sistemico,

consentendo una comprensione approfondita delle complesse funzioni e delle risposte del corpo agli

stimoli ambientali.

ESEMPI

Ecco alcuni esempi che illustrano concetti di neurofisiologia, neuroni, sinapsi, trasmissione nervosa e

funzioni del sistema nervoso:

Neuroni, sinapsi e trasmissione nervosa:

Potenziale d'azione: Quando uno stimolo eccita un neurone, viene generato un potenziale d'azione lungo

l'assone che si propaga rapidamente. Ad esempio, durante la trasmissione di un impulso nervoso dal

cervello a un muscolo per indurre la contrazione.

Sinapsi chimica: Alcuni neurotrasmettitori, come l'acetilcolina, vengono rilasciati nella sinapsi tra un

neurone e un muscolo. Questo processo è fondamentale per la contrazione muscolare durante il movimento.

Sistema nervoso centrale (SNC) e periferico (SNP):

Controllo motorio: Quando una persona decide di muovere il braccio, il cervello invia segnali lungo

il midollo spinale attraverso i neuroni motori per attivare i muscoli necessari al movimento.

Risposte riflesse: Un esempio classico è il riflesso del ginocchio: quando il ginocchio viene colpito con

un martelletto, il riflesso comporta una contrazione rapida e involontaria del muscolo per estendere il

ginocchio.

Funzioni, regolazione e risposte agli stimoli:

Risposta di lotta o fuga: In risposta a uno stimolo stressante, il sistema nervoso attiva la risposta di lotta

o fuga, aumentando la frequenza cardiaca e la respirazione, mentre riduce le funzioni non essenziali come

la digestione.

Sistema nervoso autonomo: Durante la digestione, il sistema nervoso autonomo parasympathetic è attivo,

promuovendo l'aumento del flusso sanguigno nell'apparato digerente per agevolare la digestione e

l'assorbimento dei nutrienti.

Processi di apprendimento e memoria: Il sistema nervoso, tramite neuroni e sinapsi, forma connessioni

più forti tra le cellule cerebrali coinvolte nell'apprendimento e nella memorizzazione di informazioni.

Questi esempi illustrano come il sistema nervoso, attraverso neuroni, sinapsi, trasmissione nervosa e

regolazione delle funzioni, è coinvolto in una vasta gamma di processi fisiologici e comportamentali,

regolando le risposte del corpo agli stimoli esterni e interni.

TEST

Qual è l'unità di base del sistema nervoso responsabile della trasmissione degli impulsi nervosi?

a) Neurotrasmettitori

b) Sinapsi

c) Neurone

d) Mitocondrio

Cosa rappresenta la sinapsi nell'ambito della trasmissione nervosa?

a) Un tipo di neurone

b) Il corpo cellulare del neurone

c) Il punto di contatto tra due neuroni

d) Un organulo all'interno del neurone

Cos'è un potenziale d'azione in un neurone?

a) Un segnale elettrico che si propaga lungo l'assone

b) Il rilascio di neurotrasmettitori nelle sinapsi

c) La fase di riposo di un neurone

d) La generazione di energia all'interno delle cellule nervose

Qual è la funzione principale del sistema nervoso centrale?

a) Regolare funzioni involontarie come la digestione

b) Elaborare informazioni sensoriali e coordinare risposte motorie

c) Dirigere la contrazione muscolare

d) Controllare l'attività cardiaca

Cosa causa il riflesso di retrazione del ginocchio quando viene colpito con un martelletto?

a) Attivazione del sistema nervoso simpatico

b) Stimolazione del midollo spinale

c) Contrazione dei muscoli volontari del ginocchio

d) Sinapsi nei muscoli

Qual è la principale funzione del sistema nervoso autonomo?

a) Regolare funzioni volontarie come il movimento muscolare

b) Coordinare le risposte agli stimoli ambientali

c) Regolare funzioni involontarie come la frequenza cardiaca e la respirazione

d) Trasmettere impulsi nervosi dal cervello al corpo

Cosa si intende per trasmissione sinaptica?

a) Trasporto di nutrienti attraverso le sinapsi

b) La trasmissione di segnali elettrici lungo gli assoni

c) Il passaggio di segnali chimici tra neuroni nelle sinapsi

d) La formazione di nuovi neuroni

Qual è il principale neurotrasmettitore coinvolto nella contrazione muscolare?

a) Dopamina

b) Acetilcolina

c) Serotonina

d) GABA

Cosa accade durante la diffusione di un potenziale d'azione lungo un neurone?

a) Rilascio di neurotrasmettitori

b) Contrazione dei muscoli

c) Cambiamenti nella polarizzazione della membrana

d) Generazione di energia chimica

Qual è la funzione dei dendriti all'interno di un neurone?

a) Trasmettere segnali ad altre cellule

b) Ricevere segnali da altri neuroni

c) Rilasciare neurotrasmettitori

d) Produrre energia per la cellula

Risposte:

c) Neurone

c) Il punto di contatto tra due neuroni

a) Un segnale elettrico che si propaga lungo l'assone

b) Elaborare informazioni sensoriali e coordinare risposte motorie

b) Stimolazione del midollo spinale

c) Regolare funzioni involontarie come la frequenza cardiaca e la respirazione

c) Il passaggio di segnali chimici tra neuroni nelle sinapsi

b) Acetilcolina

c) Cambiamenti nella polarizzazione della membrana

b) Ricevere segnali da altri neuroni

CORSO DI FISIOLOGIA DEL CORPO UMANO: Fisiologia cellulare

2.Fisiologia cellulare

La fisiologia cellulare si concentra sullo studio delle funzioni delle cellule, inclusa la loro struttura e il

funzionamento interno. Ecco una panoramica dei concetti principali:

Struttura delle cellule

Membrane cellulari: Le membrane cellulari circondano le cellule e ne definiscono il confine esterno.

Sono costituite principalmente da fosfolipidi e proteine. Le membrane sono selettivamente permeabili,

il che significa che regolano il passaggio delle sostanze dentro e fuori la cellula.

Citoplasma: È la regione all'interno della membrana cellulare che contiene organelli cellulari, citosol (il liquido intracellulare) e il citoscheletro. Qui avvengono molte reazioni metaboliche e processi cellulari.

Organelli cellulari: Sono strutture specializzate all'interno delle cellule che svolgono funzioni specifiche.

Nucleo: Contiene il materiale genetico (DNA) e controlla le attività cellulari.

Mitochondri: Sono i "generatori di energia" della cellula, producendo ATP attraverso la respirazione

cellulare.

Reticolo endoplasmatico: Può essere liscio (coinvolto nella sintesi lipidica) o rugoso (con ribosomi

associati, coinvolto nella sintesi proteica).

Apparato del Golgi: Modifica, imballa e trasporta le proteine prodotte dai ribosomi.

Lisosomi: Contengono enzimi digestivi per la rimozione di rifiuti cellulari e la digestione di materiali

estranei.

Trasporto attraverso le membrane cellulari

Diffusione: Il movimento delle molecole da una regione di maggiore concentrazione a una di minore

concentrazione. Può essere semplice (attraverso la membrana lipidica) o facilitata (con l'assistenza di proteine).

Osmosi: È il movimento dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile da un'area di minore concentrazione di soluti a una di maggiore concentrazione di soluti, fino a raggiungere l'equilibrio osmotico.

Trasporto attivo: Richiede energia sotto forma di ATP per spostare le sostanze contro il loro gradiente di concentrazione, attraverso proteine trasportatrici.

Trasporto di membrana: Include la endocitosi (ingresso di sostanze nella cellula tramite vescicole) e l'esocitosi (rilascio di sostanze dalla cellula tramite vescicole).

Lo studio della fisiologia cellulare comprende l'analisi dettagliata di come queste strutture e processi interagiscono per mantenere le funzioni vitali delle cellule e dei tessuti. La comprensione del trasporto attraverso le membrane cellulari è essenziale per capire come le cellule mantengono l'omeostasi e rispondono ai cambiamenti dell'ambiente circostante.

ESEMPI

Struttura delle cellule:

Membrane cellulari: Le membrane cellulari regolano il passaggio di sostanze all'interno e all'esterno

delle cellule. Un esempio è la proteina di trasporto che consente il passaggio selettivo di glucosio

attraverso la membrana delle cellule muscolari durante l'esercizio fisico.

Citoplasma e organelli: Durante la respirazione cellulare, i mitocondri convertono il glucosio in ATP (adenosina trifosfato), la principale fonte di energia utilizzata dalla cellula per svolgere le sue funzioni.

Nucleo e sintesi proteica: Il DNA nel nucleo contiene le istruzioni per la sintesi delle proteine. I ribosomi sul reticolo endoplasmatico rugoso traducono queste istruzioni per produrre proteine specifiche che possono essere utilizzate dalla cellula.

Trasporto attraverso le membrane cellulari:

Diffusione: Un esempio è la diffusione dei gas nei polmoni durante la respirazione. L'ossigeno passa

dalla zona ad alta concentrazione nell'aria ai polmoni, dove è a bassa concentrazione, permettendo

il suo assorbimento nei vasi sanguigni.

Osmosi: Se si mette una cellula in una soluzione ipertonica (con una concentrazione più alta di soluti rispetto al suo interno), l'acqua uscirà dalla cellula per equilibrare le concentrazioni, causando la sua contrazione o possibile rottura (in condizioni estreme).

Trasporto attivo: Le pompe ioniche nelle membrane cellulari utilizzano energia per spostare ioni come il sodio e il potassio attraverso la membrana contro il loro gradiente di concentrazione. Questo processo è cruciale per il mantenimento del potenziale di membrana nelle cellule nervose.

Endocitosi ed esocitosi: Le cellule possono inglobare sostanze attraverso la fagocitosi (endocitosi) per degradarle nei lisosomi o rilasciare sostanze fuori dalla cellula attraverso l'esocitosi. Un esempio è il rilascio di insulina dalle cellule pancreatiche mediante esocitosi.

Questi esempi dimostrano come la struttura cellulare e i processi di trasporto attraverso le membrane cellulari sono fondamentali per le funzioni e la sopravvivenza delle cellule, garantendo l'omeostasi e la risposta agli stimoli ambientali.

TEST 

Quale struttura delle cellule regola selettivamente il passaggio delle sostanze dentro e fuori la cellula?

a) Citoplasma

b) Membrana cellulare

c) Nucleo

d) Reticolo endoplasmatico

Qual è la funzione principale dei mitocondri nelle cellule?

a) Sintesi proteica

b) Produzione di energia (ATP)

c) Secrezione di ormoni

d) Digestione di rifiuti cellulari

In che parte della cellula si trova il DNA che contiene le istruzioni per la sintesi delle proteine?

a) Citoplasma

b) Lisosomi

c) Nucleo

d) Reticolo endoplasmatico

Qual è il processo di trasporto attraverso la membrana cellulare che richiede energia sotto forma di ATP?

a) Diffusione

b) Osmosi

c) Trasporto attivo

d) Esocitosi

Cosa accade durante la diffusione?

a) Movimento delle molecole da un'area di minore concentrazione a una di maggiore concentrazione

b) Movimento dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile

c) Movimento delle molecole da un'area di maggiore concentrazione a una di minore concentrazione

d) Movimento degli ioni attraverso canali proteici

Cosa rappresenta l'osmosi?

a) Diffusione di acqua attraverso una membrana

b) Diffusione di sostanze idrofobiche attraverso la membrana cellulare

c) Diffusione di gas nei polmoni

d) Diffusione delle molecole di glucosio

Qual è il principale ruolo delle pompe ioniche nelle cellule?

a) Produzione di energia

b) Regolazione del pH cellulare

c) Movimento degli ioni attraverso la membrana

d) Trasporto attivo degli ioni attraverso la membrana

Qual è il processo di ingresso di sostanze all'interno della cellula tramite vescicole?

a) Fagocitosi

b) Endocitosi

c) Esocitosi

d) Trasporto attivo

Cosa succede se si mette una cellula in una soluzione ipertonica?

a) Assorbe acqua

b) Non cambia

c) Perde acqua

d) Espande la membrana

Qual è la funzione dell'apparato del Golgi all'interno della cellula?

a) Sintesi proteica

b) Modifica, imballaggio e trasporto delle proteine

c) Produzione di energia

d) Digestione delle molecole

Risposte:

b) Membrana cellulare

b) Produzione di energia (ATP)

c) Nucleo

c) Trasporto attivo

c) Movimento delle molecole da un'area di maggiore concentrazione a una di minore concentrazione

a) Diffusione di acqua attraverso una membrana

d) Trasporto attivo degli ioni attraverso la membrana

b) Endocitosi

c) Perde acqua b) Modifica, imballaggio e trasporto delle proteine