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

CORSO DI FISIOLOGIA DEL CORPO UMANO: Introduzione alla fisiologia

1.Introduzione alla fisiologia

La fisiologia è lo studio scientifico dei processi e delle funzioni vitali all'interno degli organismi viventi.

Esplora come gli organismi funzionano, regolano e mantengono le loro diverse attività in equilibrio per

mantenere la vita. Alcuni concetti fondamentali in fisiologia includono:

Omeostasi: È il concetto chiave in fisiologia che si riferisce alla capacità degli organismi di mantenere

un ambiente interno stabile nonostante le variazioni esterne. Questo equilibrio interno è essenziale per la

sopravvivenza e coinvolge processi come la regolazione della temperatura corporea, l'equilibrio dei fluidi,

la pressione sanguigna, ecc.

Cellule: Le cellule sono l'unità di base della vita e sono fondamentali per la fisiologia. Le diverse funzioni

cellulari, come il trasporto delle sostanze, la produzione di energia, la comunicazione cellulare, sono

fondamentali per il funzionamento degli organismi.

Tessuti: Le cellule si aggregano in gruppi specializzati chiamati tessuti. Ci sono vari tipi di tessuti

(muscolari, nervosi, epiteliali, connettivi) che svolgono funzioni specifiche all'interno dell'organismo.

Sistemi: Gli organi e i tessuti si uniscono per formare sistemi che lavorano insieme per svolgere funzioni

vitali. Ad esempio, il sistema nervoso regola le risposte e le funzioni del corpo, il sistema muscolare

permette il movimento, il sistema cardiovascolare trasporta sostanze vitali come il sangue e l'ossigeno, ecc.

Metodi di studio in fisiologia includono:

Sperimentazioni: Utilizzando modelli animali o cellulari per studiare le funzioni biologiche. Questo può

coinvolgere esperimenti in laboratorio per comprendere le risposte degli organismi a stimoli specifici o

per esaminare le funzioni cellulari.

Tecniche di imaging: Come la risonanza magnetica (MRI), la tomografia computerizzata (CT), ecografia

e altri metodi di imaging che permettono di osservare e studiare l'anatomia e la funzione degli organi e

dei tessuti all'interno del corpo.

Analisi molecolare: Utilizzando tecniche come la PCR (Reazione a Catena della Polimerasi), western

blotting, sequenziamento del DNA/RNA, per analizzare i componenti molecolari delle cellule e dei tessuti.

Studi clinici: Osservazioni e studi su pazienti o gruppi di individui per comprendere come varie

condizioni influenzano la fisiologia umana.

La fisiologia è un campo vasto e interdisciplinare che coinvolge la biologia, la chimica, la fisica e altre

discipline scientifiche per comprendere i meccanismi fondamentali della vita e delle funzioni corporee.

ESEMPI

Ecco alcuni esempi concreti che illustrano i concetti di base della fisiologia e i metodi di studio:

Omeostasi: Quando la temperatura corporea di una persona aumenta a causa dell'esposizione al calore,

il corpo attiva meccanismi di omeostasi per raffreddarsi, come la sudorazione e la dilatazione dei vasi

sanguigni per dissipare il calore.

Cellule: Le cellule muscolari scheletriche lavorano insieme attraverso processi di contrazione e

rilassamento per consentire il movimento del corpo.

Tessuti: Il tessuto nervoso trasmette segnali elettrici e chimici attraverso le sinapsi per comunicare

informazioni tra il cervello e il resto del corpo, consentendo la percezione sensoriale, il movimento

muscolare e altre funzioni.

Sistemi: Il sistema cardiovascolare (cuore, vasi sanguigni) pompa il sangue trasportando ossigeno e

sostanze nutritive ai tessuti e rimuovendo i prodotti di scarto metabolico.

Metodi di studio in fisiologia:

Esperimenti in laboratorio: Un esempio è l'utilizzo di animali di laboratorio per studiare come un farmaco

influenzi la frequenza cardiaca o la pressione sanguigna.

Imaging medico: Un esempio è l'uso della risonanza magnetica per visualizzare l'anatomia e la funzione

del cervello durante determinate attività cognitive.

Analisi molecolare: Utilizzo della PCR per amplificare e analizzare sequenze di DNA per identificare

mutazioni genetiche associate a malattie.

Studi clinici: Ad esempio, uno studio che esamina come l'esercizio fisico influenzi la glicemia in pazienti

con diabete, per comprendere l'effetto dell'attività fisica sul sistema endocrino e metabolico.

Questi esempi illustrano come i concetti fisiologici fondamentali siano applicati nella comprensione del

funzionamento del corpo umano e come i diversi metodi di studio vengano impiegati per approfondire la

nostra conoscenza dei processi biologici.

TEST 

Qual è il concetto chiave in fisiologia che si riferisce alla capacità degli organismi di mantenere un ambiente interno stabile nonostante le variazioni esterne?

a) Adattamento

b) Omeostasi

c) Equilibrio dinamico

d) Metabolismo

Qual è l'unità di base della vita?

a) Tessuti

b) Molecole

c) Organi

d) Cellule

Quali sono i quattro principali tipi di tessuti nel corpo umano?

a) Nervoso, muscolare, epiteliale, osseo

b) Epatico, renale, epidermico, connettivo

c) Epiteliale, nervoso, linfatico, cartilagineo

d) Muscolare, osseo, ematopoietico, epatico

Quali sono i sistemi principali del corpo umano?

a) Sistema nervoso, sistema osseo, sistema epatico

b) Sistema cardiovascolare, sistema endocrino, sistema respiratorio

c) Sistema linfatico, sistema digerente, sistema muscolare

d) Sistema escretore, sistema sensoriale, sistema epidermico

Quali sono alcuni dei metodi di imaging utilizzati in fisiologia?

a) Risonanza magnetica, tomografia computerizzata, ecografia

b) Radiografia, fluoroscopia, elettroencefalografia

c) Scintigrafia, PET scan, endoscopia

d) Angiografia, broncoscopia, mammografia

Quali tecniche vengono utilizzate per analizzare i componenti molecolari delle cellule?

a) PCR, ELISA, western blotting

b) Ecografia, tomografia computerizzata, radiografia

c) Sequenziamento del DNA, RNAi, biopsia

d) Immunofluorescenza, citometria a flusso, elettroforesi

Cosa succede quando la temperatura corporea di una persona aumenta a causa dell'esposizione al calore?

a) Il corpo attiva meccanismi di omeostasi per raffreddarsi

b) Il corpo aumenta la produzione di calore

c) Il corpo si adatta alla temperatura elevata

d) Il corpo diminuisce la produzione di sudore

Quale sistema del corpo umano regola le risposte e le funzioni del corpo?

a) Sistema nervoso

b) Sistema muscolare

c) Sistema endocrino

d) Sistema immunitario

Cosa fa il tessuto nervoso all'interno del corpo umano?

a) Trasmette segnali elettrici e chimici

b) Fornisce supporto strutturale

c) Secerne ormoni

d) Trasporta ossigeno e nutrienti

Qual è lo scopo principale dello studio clinico in fisiologia?

a) Comprendere come le cellule funzionano

b) Esaminare i processi biochimici all'interno delle cellule

c) Analizzare i pazienti per comprendere le malattie e le loro relazioni con la fisiologia

d) Sperimentare con animali per comprendere la fisiologia

Risposte:

b) Omeostasi

d) Cellule

a) Nervoso, muscolare, epiteliale, osseo

b) Sistema cardiovascolare, sistema endocrino, sistema respiratorio

a) Risonanza magnetica, tomografia computerizzata, ecografia

a) PCR, ELISA, western blotting

a) Il corpo attiva meccanismi di omeostasi per raffreddarsi

a) Sistema nervoso

a) Trasmette segnali elettrici e chimici c) Analizzare i pazienti per comprendere le malattie e le loro relazioni con la fisiologia