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1.4.17.14: Come funzionano i corpi - Biologia

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obiettivi formativi

  • Discutere di come i diversi sistemi corporei interagiscono tra loro

Il livello di organizzazione degli organi nel corpo può essere il più familiare per noi dalle nostre esperienze quotidiane. Molti dei disturbi comuni di cui sentiamo parlare (mal di stomaco, ossa rotte, malattie polmonari, cancro della pelle) prendono il nome dagli organi che colpiscono.

Un organo è costituito da tessuti che lavorano insieme per svolgere una funzione specifica per il corpo nel suo insieme. I gruppi di organi che svolgono funzioni correlate sono organizzati in sistemi di organi, che svolgono funzioni più generali. La tabella 1 descrive le strutture e le funzioni di alcuni organi comuni.

Tabella 1. Struttura e funzione degli organi
OrganoFunzioni primarieI tessuti che contieneSistema(i) di organi di cui fa parte
cervellocontrollo dei sistemi corporei e del comportamento; cognizionenervoso, connettivo, epitelialesistema nervoso; sistema endocrino
pelleprotezione; supporto e contenimento; regolazione della temperatura e del fluidoepiteliale, nervoso, connettivo, muscolaresistema tegumentario
stomacodigestione chimica e meccanica degli alimentiepiteliale, connettivo, muscolare, nervosoapparato digerente
sterno (sterno)sostegno; protezione; produzione di cellule del sangueepiteliale, connettivo, nervososistema scheletrico; sistema immune; sistema cardiovascolare
renerimozione rifiuti; regolazione del fluidoepiteliale, connettivo, nervososistema urinario

Sistemi di organi, tutto il corpo e popolazioni

I sistemi di organi sono costituiti da organi che lavorano insieme per svolgere una funzione specifica per il corpo nel suo insieme. La tabella 2 descrive gli apparati e i loro organi primari e le funzioni fisiologiche che tratteremo nelle pagine successive.

Nota che abbiamo deciso di organizzare il resto di questo modulo in tre gruppi di base: sistemi coinvolti nel "controllo", sistemi di "manutenzione delle celle" e sistemi di "supporto". È importante ricordare, proprio come organi e sistemi lavorano insieme, che queste categorie non si escludono a vicenda. Ad esempio, abbiamo inserito il sistema riproduttivo nella categoria di controllo poiché è coinvolto nel controllo del processo e degli eventi della riproduzione. Tuttavia, il sistema riproduttivo è anche un sistema di mantenimento delle cellule, poiché produce e mantiene le cellule effettivamente utilizzate nella riproduzione. Tieni presente che questi sono raggruppamenti per aiutarti a organizzare mentalmente il tuo apprendimento più delle rigide regole di anatomia e fisiologia.

Tabella 2. Sistemi di organi
Sistema di organiOrgano(i) chiaveFunzioni primarie
nervosocervello, midollo spinalecontrollo del comportamento e dei sistemi corporei; cognizione
endocrinoghiandolecontrollo dei sistemi corporei e sviluppo
riproduttivopene, testicoli, prostata (maschio); utero, ovaie, vagina (femmina)riproduzione
sensorialenervi e recettori associati a lingua, orecchie, pelle, occhi, nasorilevare stimoli esterni e sostanze chimiche
cardiovascolarecuore, vasi sanguignitrasporto di materiali attraverso il corpo; regolazione della temperatura
respiratoriotrachea, polmonilo scambio di gas; regolazione della temperatura
immunetimo, tonsille, milzadifesa contro le infezioni
digestivolingua, esofago, stomaco, intestino tenue, intestino crasso, cistifellea, rettodigestione del cibo; rimozione rifiuti
muscolaremuscoli, tendinisostegno; movimento
scheletricoossa, cartilaginesostegno; protezione; movimento; produzione di cellule del sangue
tegumentariopellesostegno; protezione; regolazione dei livelli dei fluidi

Il corpo intero

I sistemi di organi del corpo lavorano tutti insieme per mantenere le corrette funzioni fisiologiche. Molte volte nell'arena dell'anatomia e della fisiologia, anche in questo corso, esaminiamo da vicino le molecole, le cellule, i tessuti e gli organi del corpo per apprendere le loro forme e funzioni. Tuttavia, è importante considerare che ogni molecola funziona come parte dell'intero sistema. I disturbi endocrini come il diabete influenzano i livelli di glucosio nel corpo. Livelli alterati di glucosio nel sangue possono influenzare molti sistemi di organi. Ad esempio, il sistema immunitario potrebbe non guarire altrettanto bene, il sistema urinario potrebbe subire danni ai reni e il sistema cardiovascolare potrebbe subire danni vascolari, fino al punto di causare cecità. Nel corpo, tutto è interconnesso.

L'assegnazione di organi a sistemi di organi può essere imprecisa poiché gli organi che "appartengono" a un sistema possono anche avere funzioni integrate in un altro sistema. In effetti, la maggior parte degli organi contribuisce a più di un sistema.

Figura 1. Fare clic per un'immagine più grande. Gli organi che lavorano insieme sono raggruppati in sistemi di organi.


La scienza del sonno: fasi e cicli

I ritmi quotidiani naturali del tuo corpo sono regolati da strutture nel cervello che aiutano a determinare quando ti addormenti e ti svegli. Le persone progrediscono attraverso una serie di fasi fisiologiche distinte durante il sonno. Ogni fase del sonno ha uno scopo importante per mantenere il cervello e il corpo sani. Durante la notte, queste fasi di sonno tranquillo si alternano a periodi di sonno REM (sognare). Il sonno tranquillo è importante perché aiuta a ripristinare il corpo, mentre il sonno REM ripristina la mente ed è importante sia per l'apprendimento che per la memoria.


Come funzionano le cellule

A livello microscopico, siamo tutti composti da cellule. Guardati allo specchio: quello che vedi sono circa 10 trilioni di cellule divise in circa 200 tipi diversi. I nostri muscoli sono fatti di cellule muscolari, i nostri fegati di cellule epatiche, e ci sono anche tipi di cellule molto specializzate che fanno lo smalto per i nostri denti o le lenti chiare nei nostri occhi!

Se vuoi capire come funziona il tuo corpo, devi capire le cellule. Tutto, dalla riproduzione alle infezioni, alla riparazione di un osso rotto, avviene a livello cellulare. Se vuoi capire le nuove frontiere come la biotecnologia e l'ingegneria genetica, devi capire anche le cellule.

Chiunque legga il giornale o una qualsiasi delle riviste scientifiche (Scientific American, Discover, Popular Science) è consapevole che i geni sono una GRANDE notizia in questi giorni. Ecco alcuni dei termini che vedi comunemente:

  • Biotecnologia
  • Splicing genetico
  • Genoma umano
  • Ingegneria genetica
  • DNA ricombinante
  • Malattie genetiche
  • Terapia genetica
  • mutazioni del DNA
  • Impronta digitale del DNA o profiling del DNA

La scienza genetica e la genetica stanno rapidamente cambiando il volto della medicina, dell'agricoltura e persino del sistema legale!

In questo articolo, approfondiremo il livello molecolare per comprendere completamente come funzionano le cellule. Esamineremo le celle più semplici possibili: cellule batteriche. Comprendendo come funzionano i batteri, puoi comprendere i meccanismi di base di tutte le cellule del tuo corpo. Questo è un argomento affascinante sia per la sua natura molto personale sia per il fatto che rende queste notizie molto più chiare e facili da capire. Inoltre, una volta compreso come funzionano le celle, sarai in grado di rispondere ad altre domande correlate come queste:

  • Che cos'è un virus e come funziona a livello molecolare?
  • Che cos'è un antibiotico e come funzionano gli antibiotici? Perché gli antibiotici non uccidono le cellule normali?
  • Che cos'è una vitamina e perché dobbiamo assumerla tutti i giorni?
  • Come funzionano i veleni?
  • Cosa significa essere vivi, almeno a livello cellulare?

Tutte queste domande hanno risposte ovvie una volta capito come funzionano le cellule, quindi cominciamo!


Come funzionano le cellule adipose

Poco più della metà degli adulti negli Stati Uniti è in sovrappeso. Le statistiche mostrano che un incredibile 65,2 percento della popolazione degli Stati Uniti è considerata "sovrappeso" o "obesa". Secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), lo stato di obesità e sovrappeso è determinato negli adulti trovando l'"indice di massa corporea" o BMI di una persona. .

L'IMC è un calcolo che prende in considerazione sia il peso corporeo che l'altezza di una persona per determinare se è sottopeso, sovrappeso o con un peso sano. Un adulto considerato "sovrappeso" ha un BMI compreso tra 25 e 29,9. Un adulto con un BMI di almeno 30 è considerato "obeso". Questa misurazione viene utilizzata perché in genere è un buon indicatore del grasso corporeo.

Sia a causa della preoccupazione per i relativi rischi per la salute (pressione alta, malattie cardiache, diabete, apnea notturna, problemi respiratori, ecc.), o solo per pura estetica, molti americani si preoccupano del grasso. Infatti, proprio in questo momento, migliaia di americani si stanno allenando o stanno facendo una dieta per ridurre la loro quantità di grasso corporeo. Ma ti sei mai chiesto cos'è il grasso? Quando una persona "ingrassa" -- aumenta di peso -- cosa sta realmente accadendo nel suo corpo? Cosa sono le " cellule adipose" e come funzionano?

grasso, o adiposo tessuto, si trova in diversi punti del corpo. Generalmente, il grasso si trova sotto la pelle (Grasso sottocutaneo). Ce ne sono anche sopra ciascuno dei tuoi reni. Oltre al tessuto adiposo, una parte del grasso viene immagazzinata nel fegato e una quantità ancora minore nei muscoli.

Il punto in cui il grasso è concentrato nel tuo corpo dipende da se sei un uomo o una donna:

  • Un uomo adulto tende a trasportare il grasso corporeo nel petto, nell'addome e nei glutei, producendo una forma a "quota di mela".
  • Una donna adulta tende a portare grasso sul seno, sui fianchi, sulla vita e sui glutei, creando una forma a "pera".

La differenza nella posizione del grasso deriva dagli ormoni sessuali estrogeni e testosterone. Le cellule adipose si formano nel feto in via di sviluppo durante il terzo trimestre di gravidanza e più tardi all'inizio della pubertà, quando gli ormoni sessuali "entrano in gioco". È durante la pubertà che iniziano a prendere forma le differenze nella distribuzione del grasso tra uomini e donne. Un fatto sorprendente è che le cellule adipose generalmente non si generano dopo la pubertà: poiché il tuo corpo immagazzina più grasso, il numero di cellule adipose rimane lo stesso. Ogni cellula di grasso diventa semplicemente più grande! (Ci sono due eccezioni: il corpo potrebbe produrre più cellule adipose se un adulto guadagna una quantità significativa di peso o ha eseguito la liposuzione.)

In questo articolo, vedremo come le cellule adipose immagazzinano il grasso e come se ne liberano. Vedere la pagina successiva per saperne di più.


1.4.17.14: Come funzionano i corpi - Biologia

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    Benvenuto in Chiedi a un biologo. Questo sito ha una vasta raccolta di materiali per l'apprendimento della biologia che include storie, giochi, attività, video e un podcast.


    Il Dr. Garman spiega come funzionano i vaccini a mRNA per COVID-19

    AGGIORNAMENTO: La FDA ha autorizzato un terzo vaccino contro il COVID-19 alla fine di febbraio.

    Finora, la Food and Drug Administration ha autorizzato due vaccini COVID-19, il vaccino Pfizer-BioNTech COVID-19 e il vaccino Moderna COVID-19, che sono entrambi vaccini a base di acido ribonucleico messaggero o mRNA.

    I Centers for Disease Control (CDC) descrivono questi vaccini mRNA come contenenti istruzioni per le cellule su come creare un pezzo della "proteina picco" che è unico per COVID-19. Quella proteina innesca una risposta immunitaria all'interno del nostro corpo, producendo anticorpi e attivando le cellule T per combattere quella che pensa sia un'infezione. Questo ci protegge dall'infezione se il vero virus entra nel nostro corpo. Il CDC sottolinea che i vaccini mRNA non utilizzano il virus vivo che causa il COVID-19.

    NDWorks ha chiesto al dott. Ben Garman , direttore medico del Notre Dame Wellness Center, per spiegare come funzionano i vaccini mRNA.

    “Un vaccino mRNA funziona in modo leggermente diverso rispetto alla maggior parte degli altri vaccini a nostra disposizione, come un meccanismo più tradizionale di vaccinazione per il morbillo o l'influenza o la varicella. In genere, questi usano una copia indebolita, uccisa o smontata del virus che normalmente non ti farà contrarre malattie, ma è abbastanza simile al virus o ai batteri reali che il tuo corpo monta una risposta immunitaria alla versione reale .

    "Il modo in cui funzionano questi nuovi vaccini mRNA è che la molecola dell'mRNA è circondata da un guscio lipidico o una specie di pezzo di grasso, e tutto ciò che quel pezzo di grasso fa è consentire a quella molecola di mRNA di entrare nelle tue cellule, altrimenti l'mRNA non può superare la membrana. E una volta che è lì, il tuo corpo legge quell'mRNA e usa il suo meccanismo naturale per produrre una proteina specifica che sarebbe naturalmente presente sul virus contro il quale stai vaccinando - in questo caso, la proteina spike, di cui molte persone probabilmente hanno sentito parlare per il covid. Il tuo corpo riconosce naturalmente quella proteina spike, dopo che la tua cellula l'ha prodotta, come qualcosa di cattivo. E fa un sacco di risposte immunitarie a quella proteina spike senza che tu debba mai avere il virus all'interno del tuo corpo.

    “. I vaccini a mRNA hanno molti vantaggi rispetto ai meccanismi tradizionali. Uno di questi vantaggi (per scienziati e medici) è che tutto ciò di cui hai bisogno per iniziare a lavorare (sul vaccino) è il codice genetico del virus. E quel codice genetico era noto entro dicembre del 2019. E così (scienziati e medici) potrebbero iniziare a produrre potenziali variazioni di questo vaccino anche prima dell'inizio del 2020, e lo hanno fatto. Moderna, in particolare, è un'azienda fondata per produrre vaccini mRNA, e quindi questo è tutto ciò che fanno. Questo è il primo vaccino commerciale per l'mRNA, ma non è il primo vaccino per l'mRNA che abbiano mai provato o su cui hanno fatto ricerche. È ancora una forma di tecnologia relativamente nuova, ma non è la prima. Questo è solo il primo che è per uso commerciale.”

    Il Dr. Garman sottolinea che i vaccini mRNA non influenzeranno il tuo DNA.

    “Non cambierà il tuo materiale genetico. È solo quel progetto temporaneo. E poi, usando i meccanismi naturali del tuo corpo, produci una proteina specifica che è normalmente presente sul virus", ha detto.


    1.4.17.14: Come funzionano i corpi - Biologia

    Il corpo umano è un complesso sistema biologico che coinvolge cellule, tessuti, organi e sistemi che lavorano tutti insieme per formare un essere umano.


    Corpo umano
    Fonte: openclipart.org

    Dall'esterno, il corpo umano può essere suddiviso in diverse strutture principali. La testa ospita il cervello che controlla il corpo. Il collo e il tronco ospitano molti degli importanti sistemi che mantengono il corpo vivo e sano. Gli arti (braccia e gambe) aiutano il corpo a muoversi e funzionare nel mondo.

    Il corpo umano ha cinque sensi principali che utilizza per trasmettere informazioni sul mondo esterno al cervello. Questi sensi includono la vista (occhi), l'udito (orecchie), l'udito e l'orecchio, l'olfatto (naso), il gusto (lingua) e il tatto (pelle).

      Sistema scheletrico - Il sistema scheletrico è costituito da ossa, legamenti e tendini. Supporta la struttura generale del corpo e protegge gli organi.

    Cellule, tessuti e organi

    Come tutti gli organismi viventi, il corpo umano è costituito da cellule. Ci sono tutti i diversi tipi di cellule nel corpo umano. Quando molte cellule simili lavorano insieme per svolgere una funzione, formano il tessuto. Esistono quattro tipi principali di tessuto nel corpo umano, tra cui tessuto muscolare, tessuto connettivo, tessuto epiteliale e tessuto nervoso.

    Gli organi sono parti in qualche modo indipendenti del corpo che svolgono funzioni speciali. Sono costituiti da tessuti. Esempi di organi includono occhi, cuore, polmoni, fegato e stomaco.


    In che modo il corpo produce elettricità e come la utilizza?

    Senza elettricità, non staresti leggendo questo articolo in questo momento. E non è perché il tuo computer non funzionerebbe. È perché il tuo cervello non funzionerebbe.

    Tutto ciò che facciamo è controllato e abilitato da segnali elettrici che attraversano i nostri corpi. Come abbiamo appreso nell'introfisica, tutto è costituito da atomi e gli atomi sono costituiti da protoni, neutroni ed elettroni. I protoni hanno una carica positiva, i neutroni hanno una carica neutra e gli elettroni hanno una carica negativa. Quando queste cariche sono sbilanciate, un atomo si carica positivamente o negativamente. Il passaggio tra un tipo di carica e l'altro permette agli elettroni di fluire da un atomo all'altro. Questo flusso di elettroni, o carica negativa, è ciò che chiamiamo elettricità. Poiché i nostri corpi sono enormi masse di atomi, possiamo generare elettricità

    Quando parliamo del sistema nervoso che invia "segnali" al cervello, o delle sinapsi che "si attivano", o del cervello che dice alle nostre mani di contrarsi attorno alla maniglia di una porta, ciò di cui stiamo parlando è l'elettricità che trasporta messaggi tra il punto A e il punto B. È una specie di di come il segnale del cavo digitale che trasporta 1 e 0 che forniscono "Law & Order". Tranne che nei nostri corpi, gli elettroni non scorrono lungo un filo, invece, una carica elettrica salta da una cella all'altra fino a raggiungere la sua destinazione.

    L'elettricità è una chiave per la sopravvivenza. I segnali elettrici sono veloci. Consentono una risposta quasi istantanea ai messaggi di controllo. Se i nostri corpi si affidassero interamente, ad esempio, al movimento delle sostanze chimiche per dire ai nostri cuori di accelerare quando qualcosa ci sta inseguendo, probabilmente saremmo morti molto tempo fa.

    Quei segnali cruciali che dicono al nostro cuore di accelerare quando siamo in pericolo provengono da una massa di cellule nel nostro cuore chiamate nodo seno-atriale, o nodo SA. Si trova nell'atrio destro e controlla il ritmo del nostro battito cardiaco e il movimento del sangue dal cuore verso ogni altra parte del nostro corpo. È il pacemaker naturale del nostro corpo e utilizza segnali elettrici per impostare il ritmo (vedi Cosa determina il ritmo del tuo cuore?). Ma il nostro polso non è l'unica cosa che si basa su impulsi elettrici generati dalle nostre cellule. Quasi tutte le nostre cellule sono in grado di generare elettricità.

    In questo articolo, esamineremo il ruolo dell'elettricità nel corpo e scopriremo in primo luogo come la generiamo.

    Il punto di partenza è semplice: in questo momento, tutte le cellule del tuo corpo che non stanno inviando messaggi attivamente hanno una carica leggermente negativa. Diventa interessante da lì.

    La negatività è il naturale stato di riposo delle tue cellule. È correlato a un leggero squilibrio tra gli ioni potassio e sodio all'interno e all'esterno della cellula, e questo squilibrio pone le basi per la tua capacità elettrica.

    Le tue membrane cellulari praticano un trucco spesso chiamato porta sodio-potassio. È un meccanismo molto complesso, ma la semplice spiegazione di queste porte e di come generano cariche elettriche è la seguente:

    A riposo, le tue cellule hanno più ioni potassio all'interno rispetto agli ioni sodio e ci sono più ioni sodio all'esterno della cellula. Gli ioni di potassio sono negativi, quindi l'interno di una cellula ha una carica leggermente negativa. Gli ioni sodio sono positivi, quindi l'area immediatamente esterna alla membrana cellulare è positiva. Non c'è una differenza di carica abbastanza forte per generare elettricità, però, in questo stato di riposo.

    Quando il corpo ha bisogno di inviare un messaggio da un punto all'altro, apre il cancello. Quando il cancello della membrana si apre, gli ioni sodio e potassio entrano ed escono liberamente dalla cellula. Gli ioni di potassio con carica negativa lasciano la cellula, attratti dalla positività all'esterno della membrana, e gli ioni di sodio con carica positiva vi entrano, muovendosi verso la carica negativa. Il risultato è un cambiamento nelle concentrazioni dei due tipi di ioni e un rapido cambio di carica. È un po' come passare da 1 a 0: questo capovolgimento tra positivo e negativo genera un impulso elettrico. Questo impulso attiva l'apertura del cancello sulla cella successiva, creando un'altra carica e così via. In questo modo, un impulso elettrico si sposta da un nervo dell'alluce alla parte del cervello che percepisce il dolore.

    È anche il modo in cui il nodo SA dice ai muscoli del cuore di contrarsi, come i tuoi occhi dicono al tuo cervello che quello che hanno appena visto è la parola "cervello" e come stai comprendendo questo articolo.

    Poiché tutto si basa su questi segnali elettrici, qualsiasi guasto al sistema elettrico del tuo corpo è un vero problema. Quando si riceve una scossa elettrica, interrompe il normale funzionamento del sistema, una specie di sbalzo di corrente. Uno shock a livello di fulmine può causare l'arresto del tuo corpo. Il processo elettrico non funziona più: è fritto. Ci sono anche problemi meno drammatici, come una mancata accensione del nodo SA che causa a palpitazioni cardiache (un battito cardiaco in più), o una mancanza di flusso sanguigno al cuore che sconvolge il pacemaker e fa sì che altre parti del cuore inizino a inviare impulsi. Questo a volte è ciò che fa morire qualcuno coronaropatiao restringimento delle arterie. Se al cuore viene costantemente detto di contrarsi, non entra mai in una contrazione completa e non può portare abbastanza sangue al resto del corpo, portando alla privazione di ossigeno e a un possibile infarto o ictus.

    Con così tanta elettricità che salta in giro, può sembrare che il corpo sia una fonte di energia davvero eccezionale. Ma gli esseri umani potrebbero davvero alimentare Matrix? Probabilmente no. Un corpo umano può generare solo tra 10 e 100 millivolt [fonte: NanoMedicine]. Un tubo a raggi catodici richiede circa 25.000 volt per creare un'immagine su un televisore [fonte: Physics Factbook]. Se le macchine potessero raccogliere milioni di anguille elettriche, d'altro canto, sarebbero ben frullate. Una singola anguilla può produrre nell'area di 600 volt [fonte: Physics Factbook].

    Per ulteriori informazioni sull'impianto elettrico del corpo umano e sugli argomenti correlati, inclusa la ricerca sulle batterie umane di Panasonic, consultare i collegamenti nella pagina successiva.

    Panasonic sta valutando l'utilizzo del sangue umano per alimentare i dispositivi elettrici. Sta studiando come il sangue possa abbattere gli zuccheri per generare energia come se genera energia per il corpo umano. Questo tipo di "batteria umana" potrebbe in definitiva alimentare nano-dispositivi impiantati nel corpo.


    Trasporto di elettroliti attraverso le membrane cellulari

    Gli ioni non possono invece diffondere passivamente attraverso le membrane, le loro concentrazioni sono regolate dalla diffusione facilitata e dal trasporto attivo.

    Obiettivi formativi

    Spiegare la relazione tra pressione osmotica e trasporto di elettroliti attraverso le membrane cellulari

    Punti chiave

    Punti chiave

    • Gli ioni importanti non possono passare attraverso le membrane per diffusione passiva se potessero, mantenere specifiche concentrazioni di ioni sarebbe impossibile.
    • La pressione osmotica è direttamente proporzionale al numero di atomi o molecole di soluto che gli ioni esercitano più pressione per unità di massa rispetto ai non elettroliti.
    • Gli ioni elettroliti richiedono una diffusione facilitata e un trasporto attivo per attraversare le membrane semipermeabili.
    • La diffusione facilitata avviene attraverso canali proteici, che consentono il passaggio del soluto lungo un gradiente di concentrazione.
    • Nel trasporto attivo, l'energia dell'ATP modifica la forma delle proteine ​​di membrana che muovono gli ioni contro un gradiente di concentrazione.

    Parole chiave

    • diffusione facilitata: Il passaggio spontaneo di molecole o ioni attraverso una membrana biologica passando attraverso specifiche proteine ​​integrali transmembrana.
    • diffusione passiva: movimento dell'acqua e di altre molecole attraverso le membrane lungo un gradiente di concentrazione
    • trasporto attivo: movimento di una sostanza attraverso una membrana cellulare contro il suo gradiente di concentrazione (da bassa ad alta concentrazione) facilitato dalla conversione dell'ATP

    Trasporto di elettroliti attraverso le membrane cellulari

    Un cucchiaino di sale da cucina si scioglie facilmente in acqua. La solubilità del cloruro di sodio deriva dalla sua capacità di ionizzare in acqua. Il sale e altri composti che si dissociano nei loro ioni componenti sono chiamati elettroliti. In acqua, il cloruro di sodio (NaCl) si dissocia nello ione sodio (Na + ) e nello ione cloruro (Cl – ). Gli ioni più importanti, le cui concentrazioni sono molto strettamente regolate nei fluidi corporei, sono i cationi sodio (Na+), potassio (K+), calcio (Ca+2) e magnesio (Mg+2) e gli anioni cloruro (Cl-) , carbonato (CO3-2), bicarbonato (HCO3-) e fosfato (PO3-). Gli elettroliti vengono persi dal corpo durante la minzione e la sudorazione. Per questo motivo, gli atleti sono incoraggiati a sostituire elettroliti e liquidi durante i periodi di maggiore attività e sudorazione.

    La pressione osmotica è influenzata dalla concentrazione di soluti in una soluzione. È direttamente proporzionale al numero di atomi o molecole di soluto e non dipende dalla dimensione delle molecole di soluto. Poiché gli elettroliti si dissociano in ioni, aggiungendo relativamente più molecole di soluto a una soluzione, esercitano una maggiore pressione osmotica per unità di massa rispetto ai non elettroliti come il glucosio.

    L'acqua passa attraverso le membrane semipermeabili per diffusione passiva, muovendosi lungo un gradiente di concentrazione ed equalizzando la concentrazione su entrambi i lati della membrana. Gli ioni elettroliti potrebbero non essere in grado di diffondere passivamente attraverso una membrana, ma potrebbero invece richiedere meccanismi speciali per attraversare la membrana semipermeabile. I meccanismi che trasportano gli ioni attraverso le membrane sono la diffusione facilitata e il trasporto attivo. La diffusione facilitata dei soluti avviene attraverso canali proteici. Il trasporto attivo richiede energia sotto forma di conversione dell'ATP, proteine ​​di trasporto o pompe per spostare gli ioni contro il gradiente di concentrazione.

    Trasporto attraverso le membrane cellulari: Paul Andersen descrive come le cellule muovono i materiali attraverso la membrana cellulare. Tutti i movimenti possono essere classificati come passivi o attivi. Il trasporto passivo, come la diffusione, non richiede energia poiché le particelle si muovono lungo il loro gradiente. Il trasporto attivo richiede energia aggiuntiva poiché le particelle si muovono contro il loro gradiente. Sono inclusi esempi specifici, come GLUT e la pompa Na/K.


    Regolamento sulla lipolisi

    Come ogni processo biologico vitale, la lipolisi è regolata per soddisfare le nostre esigenze. In un dato momento, sarebbe estremamente dannoso avere tonnellate di acidi grassi liberi che fluiscono attraverso il nostro flusso sanguigno. Chiunque abbia il colesterolo alto o le placche arteriose lo confermerà. Pertanto, la lipolisi – e il suo processo inverso, la lipogenesi – devono essere controregolati e altamente sensibili ai livelli di specifici ormoni e proteine. Ad esempio, ormoni stimolatori come epinefrina, norepinefrina, cortisolo, glucagone e ormone della crescita indurre lipolisi. Gli ormoni chiave glucagone ed epinefrina utilizzeranno le stesse vie per indurre la lipolisi con piccole differenze.

    Sia il glucagone che l'adrenalina fungeranno da ligandi che si legheranno ai recettori accoppiati a proteine ​​G sulla superficie delle cellule adipose. Le proteine ​​G attiveranno quindi l'adenilato ciclasi e aumenteranno la loro conversione di ATP in cAMP. Potremmo riconoscere il cAMP come il famoso messaggero secondario onnipresente di tanti altri percorsi biologici. Allo stesso modo, qui il cAMP attiverà la proteina chinasi A (PKA), che spenderà una molecola di ATP per fosforilare e sovraregolare l'attività di idrolisi del nostro enzima HSL - altrimenti noto come nostro secondo enzima nella via della lipolisi. Di conseguenza, ci rimangono acidi grassi liberi e glicerolo che possono quindi entrare nelle vie metaboliche per contrastare, ad esempio, i bassi livelli di zucchero nel sangue. Comprensibilmente, l'HSL è stato pensato per essere l'enzima che determina la velocità della lipolisi per un po' di tempo prima che TAG lipasi (o ATG, il nostro primo enzima) fosse scoperto come la fase lipolitica dell'iniziativa chiave. Diamo subito un'occhiata al motivo per cui ha senso che il glucagone e l'adrenalina inneschino la lipolisi.

    Lipolisi indotta da glucagone

    Il glucagone è un ormone peptidico che viene sintetizzato dalle cellule pancreatiche nel caso in cui i livelli di glucosio e quindi di insulina diminuiscano. Il glucagone attiverà quindi il nostro fegato per abbattere le sue riserve di glicogeno e rilasciare il glucosio tanto necessario nel nostro sangue. Al contrario, quando i nostri livelli di glucosio e insulina sono alti, l'insulina in individui sani consentirà al glucosio di uscire dal flusso sanguigno e di essere assorbito dai tessuti insulino-dipendenti. Naturalmente, nei diabetici, i tessuti non risponderanno più bene all'insulina e questo zucchero non raggiungerà i tessuti e causerà invece il caos nel flusso sanguigno.

    Spostando la nostra attenzione sulla lipolisi, le riserve di glucagone sono piccole e si esauriranno rapidamente. I depositi di grasso, invece, sono vasti e pronti all'uso. Qui, il glucagone svolge il suo ruolo chiave. Il glucagone si legherà ai recettori accoppiati alla proteina G del glucagone sulle membrane delle cellule adipose e attiverà la via di attivazione dell'HSL descritta in precedenza. Il glicerolo che viene rilasciato può quindi viaggiare nel fegato o nei reni dove sarà eventualmente convertito in GA3P ed entrare nella glicolisi e nel nostro percorso di gluconeogenesi per sintetizzare il glucosio di cui si ha bisogno (fare riferimento alla figura 2).

    Lipolisi indotta da adrenalina

    Il diagramma illustra specificamente la lipolisi indotta dall'adrenalina attraverso un percorso mediato dalla proteina G.

    L'adrenalina legherà anche i recettori della proteina G sulle membrane delle cellule adipose, tuttavia legherà specificamente i recettori beta-adrenergici. Questo legame porterà anche alla fosforilazione guidata da cAMP/PKA della lipasi sensibile agli ormoni, che alla fine guiderà il rilascio di acidi grassi liberi e glicerolo. L'adrenalina è nota per la sua connessione con la nostra risposta istintiva "combatti o fuggi". Questa ipereccitazione si verifica quando percepiamo un attacco o una minaccia alla nostra sopravvivenza. Pertanto, ha senso che l'adrenalina inneschi la lipolisi e il conseguente aumento dei processi metabolici. Se dovessimo mai morire di fame, il nostro corpo reagirà sicuramente a questa minaccia e utilizzerà le nostre riserve di energia grassa per rispondere e sostenere la vita a tutti i costi.

    Lipolisi nella cultura popolare

    Come accennato in precedenza, un fatto divertente è che la lipolisi è diventata un termine popolare nel mondo dei cosmetici. Da non confondere con i percorsi della lipolisi adiposa descritti in questo articolo, la lipolisi laser e persino la lipolisi per iniezione sono metodi clinicamente testati per ridurre il numero di cellule adipose senza intervento chirurgico di liposuzione. La riduzione del grasso non invasiva è diventata una nuova base cosmetica e promette di colpire le cellule adipose attraverso l'uso di calore, raffreddamento (tramite laser o radiofrequenze) o meno comunemente iniezioni di acido desossicolico senza danneggiare i tessuti circostanti.

    1. Quale dei seguenti enzimi è l'enzima che determina la velocità nella lipolisi?
    UN. HSL
    B. ATGL
    C. MGL
    D. Nessuna delle precedenti

    2. Quale dei seguenti indurrà la lipolisi?
    UN. Insulina alta/adrenalina bassa
    B. Insulina alta/adrenalina alta
    C. Insulina bassa/adrenalina alta
    D. Insulina bassa/adrenalina bassa


    Guarda il video: Procedure di ammissione - [email protected] ed 2021 (Giugno 2022).