CORSO DI FISIOLOGIA DEL CORPO UMANO: Lezione 5 Fisiologia muscolare

5.Fisiologia muscolare

La fisiologia muscolare si occupa dello studio della contrazione muscolare, comprese le differenze tra

i muscoli scheletrici, cardiaci e lisci, nonché della regolazione del movimento e della funzione muscolare

nel corpo umano.

Contrazione muscolare:

Muscoli scheletrici: La contrazione dei muscoli scheletrici è controllata volontariamente e consente il

movimento delle ossa. Durante la contrazione muscolare, l'unità contrattile fondamentale, il sarcomero,

si accorcia a causa del movimento dei filamenti di actina e miosina.

Muscoli cardiaci: I muscoli cardiaci contraggono il cuore in modo involontario e ritmico. La contrazione

cardiaca è regolata da segnali elettrici che si propagano attraverso il sistema di conduzione del cuore,

causando la contrazione sincronizzata delle camere cardiache.

Muscoli lisci: Questi muscoli sono presenti nelle pareti degli organi interni e dei vasi sanguigni.

La contrazione dei muscoli lisci è involontaria e viene regolata da segnali nervosi, ormonali e locali.

La contrazione liscia è lenta e sostenuta, contribuendo a funzioni come la peristalsi intestinale e il

controllo del flusso sanguigno.

Regolazione del movimento e funzione muscolare:

Unità motoria: Un'unità motoria è costituita da un motoneurone e tutte le fibre muscolari da esso

innervate. Durante la contrazione, le unità motorie vengono attivate in modo sincronizzato per regolare

la forza e la velocità della contrazione muscolare.

Segnali nervosi: I segnali nervosi provenienti dal sistema nervoso centrale (SNC) attivano le unità

motorie per innescare la contrazione muscolare. I motoneuroni inviano impulsi elettrici alle fibre

muscolari, stimolando la liberazione di calcio necessario per l'interazione tra actina e miosina.

Ruolo del calcio: Durante la contrazione muscolare, il calcio svolge un ruolo fondamentale nel processo

di accoppiamento eccitazione-contrazione. Il rilascio di calcio dai terminali nervosi o dal reticolo

sarcoplasmatico delle fibre muscolari attiva il processo contrattile.

Regolazione ormonale: Gli ormoni come il testosterone e l'insulina possono influenzare la crescita

muscolare e la risposta ai segnali nervosi, regolando così la funzione e la forza muscolare.

Tipo di fibra muscolare: Le diverse fibre muscolari, come le fibre muscolari di tipo I (lente, resistenti

alla fatica) e di tipo II (veloci, più soggette alla fatica), influenzano le capacità di resistenza e la forza

muscolare.

La fisiologia muscolare comprende la complessa interazione tra segnali nervosi, contrazione muscolare,

regolazione ormonale e adattamenti funzionali dei diversi tipi di muscoli nel corpo, consentendo il

movimento, il supporto strutturale e molte altre funzioni vitali.

ESEMPI

Contrazione muscolare:

Muscoli scheletrici: Quando sollevi un peso, i muscoli scheletrici contraggono grazie all'interazione

dei filamenti di actina e miosina all'interno delle cellule muscolari, permettendo il movimento delle ossa

e mantenendo la postura.

Muscoli cardiaci: Durante il battito cardiaco, i muscoli cardiaci si contraggono in modo coordinato e

ritmico. L'impulso elettrico generato dal nodo senoatriale si propaga attraverso il cuore, causando la

contrazione sincronizzata delle camere cardiache e spingendo il sangue attraverso il sistema circolatorio.

Muscoli lisci: Un esempio di contrazione muscolare liscia si verifica nell'apparato digerente durante la

peristalsi. I muscoli lisci contraggono e rilassano le pareti dell'intestino, spingendo il cibo attraverso

il tratto digestivo per la digestione.

Regolazione del movimento e funzione muscolare:

Ruolo del calcio: Durante l'attivazione muscolare, il calcio agisce come segnale chiave per l'innesco

della contrazione. L'aumento dei livelli di calcio intracellulari porta all'interazione tra actina e miosina,

che consente la contrazione muscolare.

Allenamento e adattamenti muscolari: L'allenamento regolare può portare ad adattamenti muscolari,

come l'ipertrofia muscolare, in cui i muscoli scheletrici aumentano di dimensioni in risposta al carico di

lavoro, migliorando la forza e la resistenza.

Recupero muscolare: Dopo l'esercizio, i muscoli hanno bisogno di tempo per recuperare. Il riposo e il

recupero consentono ai muscoli di rimuovere i prodotti di scarto metabolico, riparare le fibre muscolari

danneggiate e adattarsi all'allenamento.

Regolazione ormonale: Gli ormoni come il testosterone svolgono un ruolo nella crescita muscolare e

nella forza. Durante l'attività fisica intensa, possono essere rilasciati ormoni come l'adrenalina per

aumentare temporaneamente la forza muscolare.

Regolazione nervosa: Durante un movimento volontario, come sollevare un oggetto, il cervello invia

segnali nervosi attraverso il midollo spinale ai muscoli scheletrici, innescando la contrazione muscolare

e il movimento desiderato.

Questi esempi illustrano come la fisiologia muscolare regola la contrazione e il funzionamento dei diversi

tipi di muscoli nel corpo umano, permettendo il movimento, la contrazione cardiaca, la digestione e altre

funzioni vitali.

TEST

Qual è la contrazione muscolare responsabile del movimento volontario delle ossa?

a) Muscoli cardiaci

b) Muscoli lisci

c) Muscoli scheletrici

d) Muscoli involontari

Cosa regola principalmente la contrazione muscolare attraverso l'interazione tra filamenti di actina e miosina?

a) Calcio

b) Potassio

c) Sodio

d) Magnesio

In quale tipo di muscolo si trova il sarcomero, l'unità contrattile fondamentale?

a) Muscoli scheletrici

b) Muscoli cardiaci

c) Muscoli lisci

d) Muscoli volontari

Cosa causa la contrazione ritmica e coordinata dei muscoli cardiaci durante il battito cardiaco?

a) Impulsi elettrici dal sistema nervoso centrale

b) Attività volontaria

c) Segnali provenienti dalle ghiandole endocrine

d) Propagazione dell'impulso elettrico attraverso il cuore

Qual è la principale funzione dei muscoli lisci nell'apparato digerente?

a) Contrarre il cuore

b) Regolare la respirazione

c) Promuovere la peristalsi e il movimento del cibo

d) Mantenere la postura corporea

Cosa causa l'interazione tra actina e miosina durante la contrazione muscolare?

a) Aumento dei livelli di magnesio

b) Aumento dei livelli di potassio

c) Aumento dei livelli di calcio

d) Diminuzione dei livelli di sodio

Cosa rappresenta l'ipertrofia muscolare?

a) Diminuzione delle dimensioni dei muscoli

b) Aumento delle dimensioni dei muscoli

c) Cambiamenti nei tessuti ossei

d) Riduzione della funzione muscolare

Qual è il ruolo principale del testosterone nei muscoli?

a) Riduce la forza muscolare

b) Promuove l'ipertrofia muscolare

c) Diminuisce la resistenza fisica

d) Inibisce la contrazione muscolare

Cosa regola principalmente il movimento volontario attraverso il sistema nervoso?

a) Ormoni

b) Segnali elettrici

c) Metaboliti

d) Enzimi

Cosa rappresenta l'unità contrattile fondamentale all'interno dei muscoli scheletrici?

a) Sarcomero

b) Tendine

c) Fibra muscolare

d) Fasce muscolari

Risposte:

c) Muscoli scheletrici

a) Calcio

a) Muscoli scheletrici

d) Propagazione dell'impulso elettrico attraverso il cuore

c) Promuovere la peristalsi e il movimento del cibo

c) Aumento dei livelli di calcio

b) Aumento delle dimensioni dei muscoli

b) Promuove l'ipertrofia muscolare

b) Segnali elettrici

a) Sarcomero

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