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7° incontro. L’Anatomia umana e la Fisiologia cellulare:
osmoregolazione ed escrezione; sistema circolatorio;
controllo ipotalamico

ANATOMIA UMANA E FISIOLOGIA

Osmoregolazione ed escrezione

• ambiente interno stabile

• adeguata quantità di acqua

• soluti in concentrazioni adeguate

• eliminazione di sostanze tossiche

• regolazione pH plasmatico

Il problema dell’eliminazione di urea

• prodotta
nel fegato dal catabolismo degli
amminoacidi

• inviata
ai reni per essere diluita in acqua e
quindi eliminata

• (azotemia...?)

Osmoregolazione

• scambio tra liquidi interstiziali e ambiente
esterno

• nonsi esaurisce con l’assunzione o il rilascio di
acqua

• richiede
il mantenimento di concentrazioni
adeguate dei diversi soluti

Scambi osmotici

• obbligatori

• regolati

Scambi osmotici obbligatori

• gradienti
tra compartimento extracellulare e
ambiente esterno

• rapporto Superﬁcie/Volume

• permeabilità del tegumento

• T° ambiente, respirazione

• fattori metabolici

Epiteli osmoregolatori

• appartengono alla categoria degli epiteli di
trasporto

• asimmetria: polo basale e polo apicale

• il polo basale è a contatto con il mezzo
extracellulare

• il polo apicale è a contatto con l’ambiente

Gli essenziali della fisiologia_parte III

• in ambiente terrestre un epitelio permeabile
all’acqua genera disidratazione

• l’ambienteè un mezzo ipertonico rispetto ai tessuti
(come l’acqua di mare)

E allora... perché tutte le superﬁci epiteliali non
sono impermeabili all’acqua?!

La perdita d’acqua attraverso la respirazione viene
minimizzata dal fatto che le superﬁci respiratorie
sono situate in cavità interne

L’epitelio renale: un epitelio di trasporto,
specializzato nel trasporto transepiteliale

Organizzazione anatomica che esalta la
specializzazione della cellula: presenza di tubuli che
sono disposti in modo da aumentare le possibilità
di trasporto dell’epitelio

Regione retroperitoneale, ai lati della
colonna vertebrale

Reni

• ricevono il 25% della gittata cardiaca

• perfusione renale: 500 ml plasma/min

• il nefrone ne è l’unità strutturale e funzionale

• struttura anatomica estremamente complessa ed
efﬁciente

La formazione dell’urina è completata quando
essa raggiunge le cavità delle pelvi renali

Controllo della vescica
• sistema nervoso autonomo

• recettoripresenti nella parete epiteliale: percepiscono lo
stiramento di essa

• neuroni sensitivi portano la sensazione associata ai centri
cerebrali

dei motoneuroni che mantengono costantemente
• inibizione
contratto lo sﬁntere

• contrazione (SNA) della muscolatura liscia della vescica

Il nefrone

• tubo epiteliale chiuso ad una estremità

• all’estremità aperta sbocca nel dotto collettore

• all’estremità chiusa si espande a formare la capsula
di Bowman

• nefrone prossimale: capsula di Bowman + tubulo
prossimale (contorto e diritto)

• ansa di Henle (ramo discendente + ramo ascendente)

• nefrone distale (contorto e diritto)

Nella capsula di Bowman di realizza la prima tappa
del processo di formazione dell’urina: la
formazione dell’ultraﬁltrato renale

Endotelio capillare fenestrato >> spazio
interstiziale >> membrana basale >> interno delle
cellule della capsula >> lume della capsula

L’ultraﬁltrato passa poi dal lume della capsula
all’interno del complesso sistema del tubulo
renale, che condurrà ﬁno al dotto collettore

Il sistema vascolare che si colloca all’interno dello
spazio della capsula di Bowman è detto glomerulo

Notevole differenza di pressione tra sangue
nell’arteriola afferente e sangue nell’arteriola
efferente: è la causa della ﬁltrazione del sangue nel
lume della capsula

Il sangue, uscito dal glomerulo con l’arteriola
efferente, abbandona deﬁnitivamente il nefrone
solo dopo un lungo percorso anastomizzato
attorno all’ansa di Henle

Stadio 1. Filtrazione del plasma e accumulo
dell’ultraﬁltrato nel lume della capsula di Bowman

glomerulare contiene tutti i costituenti
• l’ultraﬁltrato
del sangue eccettuate le cellule e la quasi totalità
delle proteine

• Na+, K+, Cl-, acqua, urea, glucosio

• processo non selettivo (criterio è la dimensione
della molecola)

• 125 ml/min (=200 l/die)

• ....
necessità di un riassorbimento successivo di
acqua e soluti!

La ﬁltrazione dipende da...

• differenza di pressione idrostatica (tra il lume del
capillare e il lume della capsula)> favorisce

• differenza di pressione osmotica colloidale >
contrasta

• pressione netta di ﬁltrazione: +45 torr

Stadio 2. Riassorbimento tubulare di alcune
sostanze

• processo selettivo, garantito dalla presenza di un
tipico orletto a spazzola (microvilli)

• 99% dell’acqua presente nell’ultraﬁltrato viene
riassorbita

•i prodotti di riﬁuto vengono così concentrati

• il riassorbimento di acqua viene trascinato dal
riassorbimento, per trasporto attivo, del 75% del
Na +

Alla ﬁne del percorso lungo il tubulo prossimale, si
ha una pre-urina isoosmotica rispetto al plasma

Stadio 3. Secrezione nel lume tubulare di alcune
sostanze

Stadio 1+2+3 > clearance renale

La clearance per una sostanza è nulla se essa viene
completamente riassorbita dopo la ﬁltrazione
glomerulare (es. glucosio)

Tornando allo stadio 2...: l’ansa si Henle

• tipico ‘moltiplicatore controcorrente’

• ottimizzala rimozione osmotica di acqua, iniziata
nel tubulo prossimale

• genera una urina ﬁnale iperosmotica rispetto al
plasma

I moltiplicatori controcorrente

• tubo ad ansa

• due rami (ascendente e discendente) separati da una parete
divisoria comune

• gradiente di concentrazione stazionario in entrambi i rami

Il gradiente di concentrazione
stazionario

• movimento continuo del liquido in entrambi i rami

• effetto cumulativo del trasferimento che si veriﬁca dal ramo
in cui il liquido fuoriesce al ramo in cui il liquido entra

• asimmetria funzionale tra i due rami

• più lunga è l’ansa e più concentrata sarà l’urina

Regolazione del pH operata dal rene

• sistema tampone anidride carbonica-bicarbonato, regolato
dagli scambi respiratori e dall’attività renale:

H2O + CO2 ⇄ H2CO3 + H + + HCO3-

Bicarbonato deve essere riassorbito dal ﬁltrato per evitare la grave
acidosi risultante

Controllo ormonale
• l’ormone neuroipoﬁsario ADH (vasopressina) regola la
permeabilità all’acqua del dotto collettore: + ADH e + la
parete del dotto è permeabilie all’acqua, che quindi uscirà dal
dotto generando una urina concentrata

• nell’ipotalamoci sono neuroni sensibili alla pressione osmotica
del sangue (funzione del livello di idratazione dell’organismo),
che inviano i loro assoni nella neuroipoﬁsi e stimolano la
secrezione di ADH

• alcool etilico inibisce il rilascio di ADH

Sistema circolatorio

• superare le limitazioni inerenti alla diffusione delle
sostanze nei vari distretti corporei

• contrazioni ritmiche cardiache + azione dei muscoli
scheletrici striati sui vasi + peristalsi della muscolatura
liscia dei vasi

• chiuso o aperto

• semplice o doppio

Sistema circolatorio

• sistema arterioso: serbatoio di pressione

• sistema venoso: serbatoio di volume

• ARTERIE: dal cuore

• VENE: al cuore

Tipi di ﬁbre cardiache (miocardiche)

• Nodo seno-atriale: piccole, autoritmiche (pacemaker
endogeno)

• Fascio di His: grandi, per la conduzione dell’eccitamento

• Fibre miocardiche ‘normali’

• (endocardio: zona più interna e più spessa)

Muscolo cardiaco fetale

Forame ovale e dotto arterioso di Botallo

Controllo della frequenza cardiaca

• sistema nervoso autonomo

• acetilcolina rallenta il battito; adrenalina lo accelera

• controllo da parte del nervo vago (X n. cranico) e del
surrene

• livellitroppo elevati di acetilcolina portano al blocco
atrioventricolare

Pressione arteriosa
• Massima è quella sistolica

• Minima è quella diastolica

• aumenta con la gettata cardiaca (volume di sangue
espulso dal ventricolo nell’unità di tempo) e diminuisce
se aumenta il ﬂusso capillare

• leoscillazioni di pressione (dovute all’alternanza sistole-
diastole) sono molto ridotte nel ﬂusso capillare ed
inesistenti nel sistema venoso

Le oscillazioni di pressione arteriosa variano con
la distanza dal cuore: ﬂusso turbolento alla base
dell’aorta e ﬂusso laminare nelle sezioni più
avanzate

Controllo nervoso del flusso capillare
• serve a mantenere costante la pressione arteriosa e ad
assicurare che il flusso capillare sia uguale alla gettata
cardiaca

•è pervio solo un numero limitato di capillari

• priorità è su cuore e cervello

• learteriole sono innervate da fibre adrenergiche
(simpatiche e dal sur rene), che provocano
vasocostrizione

Controllo nervoso del ﬂusso capillare
• ilcentro di controllo della pressione arteriosa si trova
nel bulbo cerebrale, che riceve i segnali di tutti i
chemocettori disseminati nel sistema circolatorio
(registrano livelli di O2, CO2, pH) e dei barocettori
(recettori di stiramento) del seno carotideo

• esiste anche un controllo locale del ﬂusso: un
abbassamento di [O2] provoca vasodilatazione, come
pure una lesione locale (mediata da istamina)

Regolazione endogena della temperatura

• termogenesi (T°<TCI)

• sistemi di raffreddamento (T°>TCS)

• termogenesi con brivido e senza brivido

I termocettori presenti nella pelle, negli organi
interni e nel cervello inviano i loro assoni al
termostato ipotalamico, le cui vie efferenti portano
alla sudorazione e alla diminuzione del tono
vasomotore periferico

Il termostato ipotalamico è molto sensibile ai
pirogeni, endogeni (prodotti dai leucociti durante la
risposta immunitaria) o esogeni (endotossine
batteriche)

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Gli essenziali della fisiologia_parte III

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