apparati e sistemi del corpo umano

Materie:	Tesina
Categoria:	Biologia
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Data:	31.01.2007
Numero di pagine:	37
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Apparato circolatorio

1

INTRODUZIONE
In anatomia, apparato che permette la circolazione del sangue attraverso l’organismo.

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ANATOMIA E FISIOLOGIA
L’apparato circolatorio è composto dal cuore, organo che ha funzione propulsiva, e da vasi conduttori di calibro differente entro i quali il sangue scorre. I vasi che conducono il flusso sanguigno in direzione centrifuga rispetto al cuore sono detti arterie, arteriole e capillari sanguigni arteriosi, a seconda che abbiano un calibro grande, intermedio e piccolo; i vasi che invece conducono il sangue in direzione centripeta sono definiti vene, venule e capillari sanguigni venosi.

Nell'uomo e nei vertebrati superiori il cuore è formato da quattro cavità: gli atri destro e sinistro e i ventricoli destro e sinistro. La parte destra del cuore pompa il sangue povero di ossigeno, proveniente dalle cellule dell'organismo, ai polmoni dove viene riossigenato, mentre la parte sinistra del cuore riceve il sangue ossigenato dai polmoni e, attraverso le arterie, lo invia alle diverse parti del corpo. È stato stimato che un determinato volume di sangue percorre tutta la circolazione in circa 30 secondi. La circolazione sanguigna ha inizio precocemente nel corso dello sviluppo embrionale.

2.1

Circolazione polmonare
Il sangue proveniente da ogni parte del corpo viene trasportato all'atrio destro attraverso due grosse vene: la vena cava superiore e la vena cava inferiore. L'atrio destro si contrae spingendo il sangue, attraverso un'apertura, nel ventricolo destro che, contraendosi a sua volta, invia poi il sangue ai polmoni. Il riflusso del sangue nell'atrio è impedito dalla valvola tricuspide, che si chiude completamente durante la contrazione del ventricolo. Nel suo passaggio attraverso i polmoni, il sangue viene ossigenato, cioè saturato di ossigeno, per tornare poi al cuore attraverso le quattro vene polmonari che si immettono nell'atrio sinistro. Quando questa cavità cardiaca si contrae, il sangue viene spinto nel ventricolo sinistro e da lì, in seguito alla contrazione del ventricolo, nell'aorta. La valvola bicuspide o mitrale impedisce il riflusso del sangue nell'atrio, mentre le valvole semilunari, poste all'imboccatura dell'aorta, ne impediscono il reflusso nel ventricolo. Valvole simili si trovano anche nell'arteria polmonare.

2.2

Circolazione sistemica
L'aorta si suddivide in numerosi rami principali che, a loro volta, si dividono in diramazioni più piccole finché, attraverso complesse ramificazioni, tutte le parti del corpo vengono perfuse dal sangue. Le arterie più piccole si dividono in un fine reticolo di vasi ancora più sottili, i capillari, che hanno pareti sottilissime; il sangue può così entrare in stretto rapporto con i liquidi e i tessuti del corpo. Scorrendo attraverso i capillari, il sangue svolge tre funzioni: libera nei tessuti l'ossigeno in esso veicolato dall’emoglobina, fornisce alle cellule le sostanze nutritive e altri composti essenziali per la loro vita, e raccoglie i prodotti di scarto dei tessuti. I capillari confluiscono nelle venule di piccolo calibro che, a loro volta, formano vasi sempre più grossi; questi ultimi convogliano il sangue nella vena cava superiore e in quella inferiore, che lo riportano al cuore, completando così la circolazione.

2.3

Circolazione portale
Oltre alle circolazioni polmonare e sistemica, esiste una circolazione sussidiaria della circolazione venosa, la circolazione portale. Un certo volume di sangue viene raccolto dalla vena porta nell'intestino e trasportato al fegato, dove entra in aree particolari, dette sinusoidi, in cui si trova direttamente a contatto con le cellule epatiche. Nel fegato il sangue, che trasporta i prodotti della digestione dei cibi assorbiti attraverso i capillari localizzati nei villi intestinali, subisce importanti mutamenti. Il sangue viene raccolto una seconda volta nelle vene epatiche, dalle quali torna nella circolazione generale passando attraverso l'atrio destro.

2.4

Circolazione coronarica
Al di sotto delle valvole semilunari del cuore, dall'aorta si dipartono due arterie coronarie, che successivamente si diramano formando un complesso reticolo capillare nel muscolo cardiaco e nel tessuto valvolare. Il sangue proveniente dalla circolazione capillare coronarica entra in numerose piccole vene che poi penetrano direttamente nell'atrio destro senza passare nella vena cava. La circolazione coronarica fornisce le sostanze nutrienti e l'ossigeno al tessuto muscolare del cuore; quando essa è insufficiente, sussiste il rischio di ischemia del tessuto cardiaco e di infarto del miocardio.

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MALATTIE DELL’APPARATO CIRCOLATORIO
Il sistema circolatorio può essere colpito da numerosi disturbi e patologie che si riflettono anche su altri organi del corpo del paziente, per lo stretto contatto anatomico e funzionale che vi è tra i vasi sanguigni e i tessuti da essi perfusi. Variazioni della pressione del sangue all’interno dei vasi possono causare stati di ipertensione o ipotensione (ovvero, pressione troppo elevata o troppo bassa rispetto ai valori normali); disturbi della circolazione possono causare un accumulo di sangue in un particolare distretto corporeo, ovvero una condizione di congestione. La lesione di vasi sanguigni, a causa di traumi o di patologie degenerative della parete dei vasi, porta a emorragie interne. Arterie e vene possono inoltre essere colpiti da patologie caratteristiche, come l’arteriosclerosi e le varici. Vedi anche Arteriografia; Angioplastica; By-pass; Trombosi; Menopausa; Collasso; Asfigmia.

Apparato digerente

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INTRODUZIONE
Apparato deputato alla nutrizione, ovvero all’ingestione di sostanze nutritive; alla digestione, ovvero alla loro degradazione in molecole semplici; all’assorbimento, cioè al trasferimento di questi composti all’apparato circolatorio e al sistema linfatico; e infine alla escrezione dei rifiuti solidi. Gli organi che costituiscono l'apparato digerente sono la bocca, la faringe, l’esofago, lo stomaco, l'intestino tenue e l'intestino crasso; a questi sono annessi le ghiandole salivari, il fegato e il pancreas.

La digestione comprende sia processi meccanici che chimici; i primi sono la masticazione, che riduce il cibo in particelle, l'azione di rimescolamento dello stomaco e la peristalsi intestinale. Queste forze spingono il cibo attraverso il tubo digerente e lo mescolano con varie secrezioni. I processi chimici fondamentali, coinvolti nella digestione e tutti catalizzati da specifici enzimi, sono la conversione dei carboidrati in zuccheri semplici, la degradazione delle proteine in amminoacidi e la scissione dei trigliceridi in acidi grassi e glicerolo.

Quando il cibo viene ingerito e masticato, le ghiandole salivari producono la saliva che si mescola con il cibo. La saliva fluidifica i cibi solidi, rendendoli maggiormente suscettibili alla successiva azione delle secrezioni gastriche e intestinali, e contiene enzimi che scindono gli amidi in destrina e maltosio; inoltre lubrifica la bocca e facilita la deglutizione.

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L'AZIONE DELLO STOMACO E DELL'INTESTINO
I succhi gastrici contengono sostanze come l'acido cloridrico e alcuni enzimi, tra cui la pepsina, il caglio e tracce di lipasi, che sarebbero in grado di esercitare la propria azione di degradazione anche sulle pareti dello stomaco, se queste non venissero protette dal rivestimento mucoso. La pepsina scinde le proteine in peptidi di varie dimensioni, il caglio separa il latte in una porzione solida e una liquida, e le lipasi agiscono sui grassi. Dopo la digestione gastrica le sostanze ingerite vengono gradualmente liberate nella parte superiore dell'intestino tenue, dove viene completata la digestione. La secrezione del succo gastrico è stimolata dalla masticazione, dalla deglutizione e dalla presenza di cibo nello stomaco, nonché, di riflesso, dalla semplice vista o dal pensiero del cibo. Le secrezioni gastriche, a loro volta, stimolano la produzione di sostanze digestive da parte dell'intestino tenue, mentre alcuni costituenti del succo gastrico si attivano solo quando vengono a contatto con l'ambiente alcalino del primo tratto intestinale.

La digestione viene completata nell'intestino tenue, dove la maggior parte dei prodotti alimentari viene ulteriormente idrolizzata e assorbita. Il materiale predigerito fornito dallo stomaco è esposto all'azione di tre potenti succhi digestivi: il succo pancreatico, il succo intestinale e la bile, che neutralizzano l'acido gastrico, ponendo fine alla fase gastrica della digestione.

Il succo pancreatico, che giunge nell'intestino tenue attraverso vari dotti, contiene la tripsina e la chimotropsina, due enzimi che scindono le proteine complesse in composti più semplici, assorbiti e riutilizzati per la sintesi di nuove proteine corporee. La steapsina, anch'essa presente nel succo pancreatico, degrada i grassi, mentre l'amilopsina idrolizza gli amidi in maltosio, successivamente scisso in glucosio e fruttosio. La secrezione del succo pancreatico è stimolata dall'ingestione delle proteine e dei grassi.

Il succo intestinale, che viene secreto dall'intestino tenue e contiene molti enzimi, completa il processo iniziato dal succo pancreatico e il suo flusso è stimolato dalla pressione meccanica esercitata dal cibo parzialmente digerito nell'intestino.

Il ruolo della bile nella digestione è quello di favorire l'assorbimento dei grassi, riducendoli a strutture più accessibili da parte delle lipasi. Secreta dal fegato e conservata nella colecisti, la bile giunge nell'intestino in risposta alla presenza di grassi nello stomaco e nella parte superiore dell'intestino. L'ittero ostruttivo è una patologia, caratterizzata dall'ostruzione dei canalicoli biliari del fegato, in cui la bile non può essere liberata nell'intestino e quindi la digestione dei grassi è molto difficoltosa.

I prodotti della digestione vengono, quindi, trasportati attivamente o passivamente attraverso la parete intestinale per essere assimilati dall'organismo. Il sodio, il glucosio e molti amminoacidi vengono, ad esempio, trasportati attivamente e la mucosa intestinale funziona da filtro selettivo nei confronti delle diverse sostanze nutritive. Lo stomaco e il colon sono anch'essi in grado di assorbire alcuni tipi di sostanze, quali l'acqua, alcuni sali, l'alcol e vari tipi di farmaci o droghe. Nel neonato si ritiene che la barriera intestinale possa anche essere attraversata da alcune proteine intere. L'assorbimento intestinale presenta un'altra caratteristica singolare: molti nutrienti vengono assorbiti in modo più efficiente quando il corpo ne ha un bisogno maggiore. Nell'adulto, la superficie di assorbimento dell'intestino, ampiamente convoluta, è pari a circa 140 m2, distribuiti su una lunghezza di circa 3-4 m.

Le sostanze idrosolubili, comprendenti minerali, amminoacidi e carboidrati, passano nel sistema venoso che drena l'intestino e, attraverso i vasi della circolazione portale, direttamente al fegato. A causa della loro insolubilità nelle soluzioni acquose, i grassi vengono, invece, assimilati in modo più complesso e inizialmente sono raccolti dal sistema linfatico e trasportati dalla linfa nella circolazione generale attraverso il sistema della vena cava.

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ESCREZIONE
Nel colon, il materiale non digerito assume la forma di una massa solida a causa del riassorbimento corporeo dell'acqua. Se questa massa viene spinta troppo rapidamente, rimane semiliquida e dà luogo a diarrea; viceversa, un'attività insufficiente della muscolatura del colon provoca stipsi. Le feci vengono raccolte nel retto fino al momento in cui sono espulse attraverso l'ano.

Le alterazioni dell'assorbimento degli alimenti sono chiamate nel loro complesso malattie da malassorbimento.

Apparato escretore

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INTRODUZIONE
In anatomia, apparato deputato alla escrezione. Filtra il sangue, eliminando da questo le sostanze in eccesso o dannose e riassorbendo quelle necessarie all’organismo. Il prodotto finale derivante dall’attività dell’apparato escretore, o urinario, è un fluido detto urina.

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ANATOMIA
L'apparato escretore comprende: i reni, due organi a forma di fagiolo collocati nell'addome in posizione posteriore, ai lati della colonna vertebrale; gli ureteri, due canali che fuoriescono dai reni e scendono verso un organo a forma di sacco, la vescica, che sbocca verso l'esterno mediante un breve condotto, l'uretra.

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FISIOLOGIA
La produzione di urina avviene mediante un processo di filtrazione del sangue e di elaborazione di un ultrafiltrato. Tale processo avviene a livello dei nefroni, che costituiscono l’unità funzionale del rene. Lungo il tubulo del neurone avviene il riassorbimento di acqua e di sostanze utili per l’organismo, come glucosio, amminoacidi e sali; ciò che invece potrebbe risultare nocivo e deve essere eliminato entra nella composizione del prodotto finale, l’urina. Tra le sostanze eliminate vi possono essere anche residui di farmaci, additivi alimentari, pesticidi e ormoni eventualmente presenti negli alimenti.

Il funzionamento dell’apparato escretore è regolato dal sistema endocrino. Il riassorbimento dell’acqua ha una fondamentale importanza per l’omeostasi osmotica, ovvero per il mantenimento nell’organismo di una costante concentrazione dell’acqua e dei sali in essa disciolti; ciò è in relazione anche con il valore della pressione sanguigna. L’ormone antidiuretico, o ADH, secreto dall’ipotalamo e accumulato nell’ipofisi posteriore, agisce sulla permeabilità delle pareti dei tubuli lungo i quali avviene il riassorbimento dell’acqua e, quindi, sul riassorbimento stesso. Una diminuzione del volume di acqua presente nell’organismo, e l’aumento della sua concentrazione, innescano una maggiore liberazione di ADH e un maggiore riassorbimento di acqua.

Il passaggio dell'urina dalla vescica all'uretra avviene mediante l'apertura involontaria di uno sfintere (cioé di un anello di muscolatura) posto tra la vescica e l'uretra; il rilascio dell'urina verso l'esterno è invece volontario (vedi Sistema nervoso) e avviene attraverso il rilassamento di uno sfintere situato nell'uretra. Prima di raggiungere il controllo dello sfintere urinario, i bambini fino all'età di 30 mesi circa eliminano l'urina ogni volta che la vescica si riempie.

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MALATTIE DELL’APPARATO ESCRETORE
Un disturbo del controllo della minzione, cioè del rilascio di urina, è l'incontinenza. Chi ne soffre (bambini e ragazzi, anziani), non riesce a controllare l'apertura e la chiusura dello sfintere a causa di un disturbo nervoso, ed è quindi soggetto a perdite di urina.

Il disturbo opposto è rappresentato dalla incapacità di eliminare l'urina: esso può essere provocato da uno spasmo (cioè da una contrazione permanente) dello sfintere urinario, dalla sua ostruzione da parte di un calcolo, dalla perdita di tono muscolare della vescica, come conseguenza a uno shock o a un intervento chirurgico, o da ipertrofia della prostata. La ritenzione dell'urina può essere causata anche da una lesione del midollo spinale o dalla sclerosi multipla.

Disturbi nella funzionalità dell’apparato escretore possono poi derivare da affezioni specifiche che colpiscono i reni, per la cui trattazione si rimanda all’articolo relativo.

Apparato respiratorio

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INTRODUZIONE
In anatomia, apparato deputato alla respirazione.

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ANATOMIA
L’apparato respiratorio è formato dalla trachea, dai due bronchi che da essa si dipartono, e dai due polmoni. Gli organi a livello dei quali avvengono i processi di scambio dei gas respiratori, ossigeno e anidride carbonica, sono i polmoni; gli altri organi dell’apparato costituiscono vie di conduzione dei flussi d’aria in entrata e in uscita. In tal senso, si possono comprendere nell’apparato respiratorio anche le vie nasali, la cavità boccale, la faringe e la laringe, che rappresentano le prime vie di ingresso e di uscita dell’aria. L’ingresso dell’aria nella trachea è regolato dall’epiglottide, un lembo di tessuto cartilagineo che, al momento della deglutizione, chiude la laringe e impedisce a particelle di cibo o di saliva di ostruire le vie respiratorie. Come in tutti i vertebrati, nell’uomo i due polmoni sono racchiusi nel torace, dotato di una base a cupola formata dal muscolo diaframma; ciascuno è rivestito da due sottili membrane sierose, le pleure, una aderente alla superficie esterna del polmone e l’altra alla superficie interna del torace. Le due pleure sono separate da una cavità virtuale in cui si trova una modesta quantità di fluido.

I polmoni hanno una forma grossolanamente piramidale, che si adatta alla forma del torace. Non sono perfettamente simmetrici: il polmone destro è formato da tre lobi, mentre il sinistro è formato da due lobi e, vicino al margine mediano della base, presenta l'incisura cardiaca nella quale è collocato il cuore. Sul lato mediano di ciascun polmone si trova il peduncolo polmonare, formato dai bronchi, dalle arterie e dalle vene polmonari. Ciascun bronco, all’interno del polmone, si suddivide più volte fino a terminare in un lobulo, l’unità strutturale e funzionale polmonare. Le arterie e le vene polmonari che accompagnano il bronco si ramificano anch’esse negli stessi punti; le arteriole e le venule dei lobuli sono collegate attraverso un denso reticolo di capillari posti sulle pareti delle cellule polmonari. Anche i nervi del plesso polmonare e i vasi linfatici sono distribuiti nello stesso modo. All’interno del lobulo, il bronchiolo si divide nei bronchioli terminali, ognuno dei quali sbocca in due o più bronchioli respiratori. A sua volta, ciascuno dei bronchioli respiratori si apre su alcuni sacchi alveolari, le pareti dei quali presentano rigonfiamenti verso l’esterno che costituiscono i numerosi alveoli (cellule aeree) del lobulo.

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FISIOLOGIA
La funzione respiratoria, ovvero lo scambio di gas tra sangue e aria atmosferica, avviene a livello degli alveoli polmonari, minute strutture tondeggianti dotate di una parete estremamente sottile riccamente vascolarizzata, attraverso la quale avviene la diffusione dell’ossigeno dall’aria atmosferica al sangue, e dell’anidride carbonica in senso inverso. Essa richiede un flusso d’aria in entrata, ricco di ossigeno, e uno in uscita, mediante il quale l’organismo espelle anidride carbonica. Ciò si verifica, rispettivamente, durante l’inspirazione e l’espirazione, che avvengono per effetto dell’espansione e della contrazione della gabbia toracica.

All’interno dei polmoni vi è una pressione uguale a quella atmosferica, mentre tra le due pleure il valore è inferiore; questa pressione negativa tende a fare espandere i due organi che altrimenti collasserebbero. Tale depressione è a sua volta dovuta all’espansione del torace per azione dei muscoli respiratori. Tra questi, il principale è il diaframma, una struttura muscolare a forma di cupola che separa la cavità toracica da quella addominale. Innervato dai nervi frenici (che hanno origine nella regione cervicale), si contrae in modo involontario abbassandosi (da 1 a 10 cm); produce dunque la diminuzione della pressione nei polmoni, i quali tendono a espandersi e, dunque, richiamano aria dall’esterno: in tal modo si verifica l’inspirazione. All’espansione inspiratoria della gabbia toracica partecipano anche i muscoli intercostali, i muscoli sternocleidomastoidei (che innalzano lo sterno) e i muscoli scaleni (che sollevano le prime due costole). L’espirazione avviene in modo passivo per rilassamento del diaframma e degli altri muscoli: lo spazio della cavità toracica si riduce e i polmoni, elastici, si contraggono passivamente espellendo l’aria. In alcuni casi, l’espirazione può però essere praticata in modo volontario, come avviene ad esempio in alcune pratiche sportive di iperventilazione. In questo caso sono coinvolti anche i muscoli addominali (obliqui, retto e trasverso).

3.1

Volume corrente, volume di riserva, capacità vitale
Diversi parametri, misurabili mediante uno spirometro, definiscono i flussi d’aria a livello polmonare e permettono di verificare l’efficienza della funzione respiratoria. Il volume corrente (VC) è la quantità di aria immessa durante una inspirazione. In condizioni fisiologiche si verificano circa 15 inspirazioni al minuto, ognuna delle quali immette circa 500 cc di aria; di tale quantità, solo 350 cc raggiungono effettivamente gli alveoli, ovvero circa 5 litri al minuto. I rimanenti 150 cc non partecipano effettivamente agli scambi gassosi e costituiscono una quantità d’aria intrapolmonare detta spazio morto, che assume la funzione di “ammortizzare” le variazioni di composizione tra l’aria contenuta nello spazio degli alveoli e l’aria atmosferica immessa.

Il volume di riserva inspiratoria (VRI) esprime la massima quantità di aria che può essere inspirata (3000 cc); il volume di riserva espiratoria (VRE) è la massima quantità di aria espulsa con una espirazione normale (circa 1000 cc).

Il volume residuo (VR) è la quantità di aria che risiede negli alveoli dopo una espirazione (1200 cc). La capacità vitale (CV) è la quantità di aria che può essere eliminata dopo avere compiuto una inspirazione massima, ed è determinata da VC + VRI + VRE.

3.2

Regolazione del processo respiratorio
L’inspirazione, l’espirazione e il ritmo respiratorio, ovvero la frequenza della ventilazione nell’unità di tempo, dipendono da una sottile e complessa interazione tra meccanismi biochimici e nervosi. La funzione respiratoria è, cioè, un fenomeno neurochimico, capace di variare, in condizioni fisiologiche, in base alle esigenze dell’organismo: ad esempio, rallenta durante il sonno mentre aumenta durante un’attività fisica intensa.

La regolazione del ritmo respiratorio è di fondamentale importanza perché interviene sull’equilibrio dei gas respiratori nel sangue (ossigeno e anidride carbonica), sulla produzione di energia (ad esempio, l’aumento della frequenza delle ventilazioni durante una corsa corrisponde a maggiori richieste energetiche del metabolismo) e sulle variazioni acido-basiche dell’organismo (attraverso la regolazione della formazione di H+ e HCO3-): in questo modo entra in gioco nei meccanismi di compensazione delle alcalosi e delle acidosi.

3.3

Regolazione biochimica o umorale
Il controllo biochimico (o umorale) avviene a livello di specifici chemiorecettori, detti glomi aortici e glomi carotidei, localizzati a livello dei corrispondenti vasi arteriosi. Questi recettori sono sensibili alla concentrazione parziale dell’anidride carbonica del sangue (PaCO2), il cui aumento viene “tradotto” in un segnale che produce l’aumento della ventilazione polmonare. I glomi sono innervati da fibre del sistema nervoso autonomo parasimpatico, annesse al nervo glossofaringeo nel caso dei glomi carotidei e al nervo vago per quanto riguarda i glomi aortici.

3.4

Regolazione nervosa
La stimolazione arriva ai centri respiratori che si trovano nella regione del cervello e costituiscono la sede vera e propria della regolazione del processo respiratorio: il centro apneustico (o dell’inspirazione) e il centro espiratorio sono nel ponte di Varolio; il centro pneumotassico è nel midollo allungato. Il centro inspiratorio e quello espiratorio possono agire in modo automatico (riflesso di Hering-Breuer), producendo una ventilazione anche quando vengono recise sperimentalmente le connessioni con il centro pneumotassico; essi agiscono in modo tale che quando uno è inibito l’altro è eccitato. In realtà, subiscono l’influenza di stimoli nervosi periferici (e, come si è visto, biochimici) che permettono il costante adeguamento della funzione respiratoria alle esigenze dell’organismo. A essi arrivano fibre afferenti annesse al nervo vago, collegate a meccanorecettori posti sulla parete degli alveoli e sensibili alla distensione delle pareti polmonari; da essi partono vie nervose che giungono nelle regioni del midollo spinale dove hanno origine le fibre motorie che innervano i muscoli respiratori. Come si è visto, ai due centri inspiratorio ed espiratorio arrivano anche le fibre dai glomi carotidei e aortici.

Il riflesso di Hering-Breuer, stabilito da questi due centri, permette il ciclico avvicendarsi di inspirazione ed espirazione; la frequenza del ritmo dipende invece dal centro pneumotassico. Quando entra in azione, inibisce il centro inspiratorio, che entra in fase di riposo; poiché cessa l’attività di questo, diminuisce anche quella del centro pneumotassico e l’inibizione sul centro inspiratorio, il quale ritorna attivo e riavvia un nuovo ciclo.

Recenti ricerche sembrano dimostrare che in realtà non vi sia un solo centro responsabile del ritmo respiratorio, ma due reti di cellule nervose strettamente interconnesse, dette complesso preBotzinger (preBotC) e cellule pre-inspiratorie (pre-I). La scoperta, annunciata nel marzo 2003 da Nicholas Mellen dell’UCLA (Università della California a Los Angeles), aprirebbe nuove prospettive sulla comprensione dei meccanismi della respirazione (che gli scienziati ritengono un valido modello per lo studio di altri meccanismi fisiologici), e di fenomeni come l’apnea notturna e la SIDS (sindrome della morte improvvisa del lattante); potrebbe contribuire alla formulazione di farmaci per il trattamento di disturbi respiratori legati a malattie neurodegenerative come la sclerosi multipla e il morbo di Alzheimer.

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MALATTIE DELL’APPARATO RESPIRATORIO
Si definisce insufficienza respiratoria l’alterazione della funzionalità dell’apparato respiratorio, che non è più in grado di assicurare all’organismo un adeguato ricambio di ossigeno e anidride carbonica; ciò produce dispnea, cioè ritmo respiratorio anomalo, colorito cianotico, e influisce negativamente su tutti gli organi e sugli equilibri acido-base del sangue. Tale condizione non è legata a una causa specifica, ma rappresenta uno dei sintomi di molteplici malattie che possono colpire i diversi componenti di questo apparato: di tipo neoplastico (cancro del polmone, mesotelioma della pleura), infettivo (tubercolosi, pleurite, carbonchio polmonare, polmoniti), metabolico e genetiche (malattie neurodegenerative, porfiria), da trauma (pneumotorace) o da avvelenamento e intossicazione (da monossido di carbonio, da farmaci, asbestosi, silicosi, inalazione di grisù o altre sostanze tossiche); l’abitudine al fumo (tabagismo); anche la quota può provocare una caratteristica patologia (male dell’altitudine).

Poiché l’apparato respiratorio si trova in diretta relazione con l’ambiente esterno, è particolarmente esposto all’azione di microrganismi come virus e batteri, di particelle inquinanti atmosferiche, e di emissioni gassose nocive; veicola agenti come polline, acari, polveri e spore, responsabili di allergie; rappresenta la via di contagio di varie malattie che si trasmettono da un individuo all’altro per via aerea, attraverso le goccioline di saliva o di muco disperse nell’atmosfera, come l’influenza, il raffreddore, la scarlattina, la mononucleosi.

Le patologie ostruttive, come l’asma, l’enfisema, la bronchite, limitano l’efficienza della ventilazione a causa dell’ostruzione delle vie aeree provocata, ad esempio, da eccessiva secrezione di muco, spasmi bronchiali, infiammazione: tendono a diminuire la frequenza del respiro e ad aumentare il volume corrente. Le malattie restrittive, come la tubercolosi, la miastenia grave, la fibrosi cistica, producono respiri frequenti ma molto superficiali e perciò poco efficaci, poiché interferiscono con l’elasticità del tessuto polmonare (parametro detto compliance) o con l’efficienza della muscolatura respiratoria.

Apparato riproduttore

1

INTRODUZIONE
In anatomia, apparato deputato alla riproduzione.

2

ANATOMIA
Nella specie umana, così come in tutte quelle caratterizzate da sessi separati, è possibile distinguere un apparato riproduttore maschile e uno femminile, differenti per anatomia e per fisiologia.

2.1

Apparato riproduttore maschile
Gli organi riproduttivi maschili comprendono il pene e lo scroto, i testicoli, i dotti spermatici con le ghiandole annesse.

Il pene e lo scroto costituiscono le parti esterne e visibili dell’apparato riproduttore maschile. Il pene, organo di forma cilindrica, è attraversato dall’uretra, un condotto in cui fluisce sia l’urina sia lo sperma, fluido in cui si trovano gli spermatozoi. Il pene, normalmente flaccido, può inturgidirsi (tumescenza) in condizione di eccitazione sessuale, per effetto di un accumulo di sangue arterioso entro tre strutture tubulari (i due corpi cavernosi e il corpo spongioso) in esso presenti. Ciò permette lo svolgimento della funzione copulatrice del pene, e la deposizione dello sperma all’interno delle vie genitali femminili. Alla base del pene si trova la borsa dello scroto, una sorta di tasca cutanea all’interno della quale si trovano le due gonadi maschili, i testicoli. Lo scroto pende dalla superficie corporea, in modo che i testicoli si trovino a una temperatura di circa 35 °C, più bassa di quella corporea, il che è necessario per la loro fisiologia. La temperatura più bassa, infatti, permette una maturazione ottimale delle cellule riproduttive maschili (spermatozoi) che vengono prodotte nei tubuli seminiferi dei testicoli.

In ciascun testicolo, rivestito dalla membrana albuginea, vengono continuamente prodotti molti milioni di spermatozoi, questi si riversano all’interno di un canale detto epididimo. Da qui parte un canale deferente, la cui lunghezza può raggiungere i 40 cm, che sbocca in un dotto eiaculatore, il quale confluisce nell’uretra. A ciascun deferente è connessa una vescicola seminale, che ha la funzione di immagazzinare gli spermatozoi prima dell’emissione dello sperma (eiaculazione). Le vescicole seminali producono una secrezione in cui sono presenti fruttosio e prostaglandine. Ai canali deferenti si collega anche la prostata, ghiandola che secerne un liquido alcalino che serve a neutralizzare l’acidità dell’ambiente vaginale. Le due piccole ghiandole di Cowper, o ghiandole bulbo-uretrali, poste una per lato alla base dell’uretra, producono una secrezione mucosa trasparente che svolge un’azione lubrificante del pene al momento del rapporto sessuale e favorisce la progressione degli spermatozoi.

2.2

Apparato riproduttore femminile
Gli organi riproduttivi femminili comprendono la vulva, la vagina, le ovaie, le tube di Falloppio e l’utero. Essi si trovano nella parte inferiore della cavità del bacino e sono disposti anteriormente rispetto agli organi dell’apparato digerente.

La vulva costituisce la parte esterna dell’apparato femminile, e protegge lo sbocco delle vie urinarie e genitali. Essa è formata da due grandi labbra, pliche cutanee tra loro parallele disposte in senso antero-posteriore, che dalla pubertà si ricoprono di peli; all’interno di queste, si trovano due piccole labbra, che anteriormente si congiungono e proteggono il clitoride. Questo è un organo di piccole dimensioni ricco di terminazioni nervose e pertanto molto sensibile; esso è dotato di capacità erettile. Nella vulva sboccano il meato urinario, ossia l’estremità dell’uretra e, posteriormente a questa, la vagina. L’apertura esterna della vagina è protetta da una sottile membrana perforata, detta imene, che, al momento del primo rapporto sessuale, è destinata a lacerarsi.

La vagina è un condotto dotato di pareti muscolari, appiattito e di lunghezza compresa tra 6 e 10 cm. Essa accoglie il pene durante il rapporto sessuale, permette il passaggio del sangue mestruale e, durante il parto, si dilata e forma con il collo dell’utero il cosiddetto canale del parto, attraverso il quale passa il neonato. La vagina è dotata di un ambiente interno acido, grazie alla presenza di una flora batterica che, mediante una reazione di fermentazione, produce acido lattico a partire da glicogeno presente nelle cellule vaginali. In tal modo, poiché molti microrganismi non riescono a sopravvivere in ambienti acidi, la vagina agisce da barriera e protezione degli organi riproduttori più interni. In prossimità dell’apertura vaginale sboccano due piccole ghiandole, dette ghiandole di Bartolini, che producono una secrezione densa che lubrifica le mucose, in particolare durante il rapporto sessuale. Verso l’estremità interna della vagina sporge il collo dell’utero. L’utero è un organo cavo, piriforme, rivolto in avanti; al suo interno, avvenuta la fecondazione, si verifica l’impianto dell’embrione (annidamento) e il suo sviluppo. All’utero si collegano le due tube di Falloppio, dotti di circa 12-13 cm di lunghezza. Ciascuna tuba possiede un’estremità aperta verso il lume dell’utero, una porzione (istmo) che decorre orizzontalmente, una estremità ampollare che decorre sulla superficie dell’ovaia e, infine, un infundibolo che avvolge l’ovaia ed è dotato di frange mobili (fimbrie). Le fimbrie hanno la funzione di aspirare l’ovulo al momento della fuoriuscita di questo dal follicolo (ovulazione). Le ovaie, collegate alle tube mediante un legamento tubo-ovarico, costituiscono le gonadi femminili, ossia gli organi deputati alla produzione delle cellule riproduttive (cellule uovo) e di diversi ormoni .

3

FISIOLOGIA
La funzionalità dell’apparato riproduttore comicia con la pubertà, periodo in cui sopraggiunge la maturazione delle gonadi e l’instaurarsi di nuovi equilibri ormonali. Dalla pubertà, nell’uomo inizia la produzione dello sperma, che può essere emesso occasionalmente durante la notte (fenomeno noto come polluzione notturna). Nella donna hanno inizio i cicli mestruali, che determinano la maturazione di una cellula uovo ogni mese. La possibilità di generare un nuovo individuo avviene se vi è la fecondazione, ossia la fusione del gamete femminile con quello maschile. Nell’uomo la fecondazione è di tipo interno, cioè l’incontro dei gameti avviene all’interno del corpo della donna. Pertanto, la premessa per la fecondazione è che vi sia un rapporto sessuale, o coito. Va ricordato che il coito, nella specie umana, può avvenire anche indipendentemente dalla necessità che avvenga la fecondazione; in tal caso, esso rappresenta non un atto riproduttivo, ma una modalità di relazione tra due individui i quali, per evitare la fecondazione, possono ricorrere a sistemi di contraccezione.

3.1

Rapporto sessuale o coito
Il momento del coito è accompagnato da una serie di modificazioni che intervengono nell’organismo e che hanno la funzione di preparare gli organi genitali. Stimoli di varia natura possono creare una condizione di eccitazione che, nell’uomo, induce la tumescenza, o erezione, del pene. Alcuni nervi spinali posti nel sacro controllano la circolazione sanguigna nel pene e determinano localmente una dilatazione delle arterie; di conseguenza, vi è un ristagno di sangue nei corpi cavernosi e nel corpo spongioso. Contemporaneamente, la pressione presente nei tessuti comprime le vene che drenano il pene, impedendo, così, l'inflaccidimento del pene (o detumescenza).

Anche nella donna l'eccitazione provoca un aumento della irrorazione sanguigna dei genitali e la congestione del clitoride e di altre regioni sensibili. In risposta agli stimoli eccitatori, le ghiandole di Bartolini secernono un muco trasparente con funzione lubrificante che facilita l'introduzione del pene nella vagina. Il rapporto sessuale è accompagnato da movimenti che, nell’uomo, stimolano in particolare il glande del pene, ossia la sua parte anteriore; l’emissione dello sperma comporta una intensa sensazione di piacere, detta orgasmo, ed è seguita dalla progressiva detumescenza dell’organo. Nella donna, le sensazioni di piacere possono derivare dalla stimolazione del clitoride o da quella vaginale. L’orgasmo femminile è dovuto a ritmiche e rapide contrazioni dei muscoli della parete vaginale e perineali.

Lo sperma viene depositato nella parte alta della vagina e intorno alla cervice uterina. Durante l’ovulazione, il muco presente nel canale cervicale è particolarmente fluido, il che favorisce la risalita degli spermatozoi verso la cellula uovo, attraverso l’utero e le tube di Falloppio. Nella vagina vengono depositati centinaia di milioni di spermatozoi, ma solo qualche centinaio di essi raggiunge la tuba di Falloppio e solo uno può penetrare nell'uovo. Ciò avviene varie ore dopo il rapporto sessuale, quando in ciascuno degli spermatozoi si verificano alcune alterazioni: la membrana cellulare si modifica, in modo da potersi fondere con quella dell'uovo, e il movimento della coda assume un andamento differente.

Se l'uovo non viene fecondato, viene eliminato con la mestruazione, insieme alla mucosa uterina (detta endometrio) che, nel corso del ciclo mestruale, si ispessisce per accogliere l'uovo fecondato.

3.2

Fecondazione
Quando lo spermatozoo e l'uovo si incontrano, il riconoscimento reciproco di recettori presenti sulla superficie di entrambi i gameti provoca l'adesione delle due cellule (questi recettori sono caratteristici di ciascuna specie e, quindi, la fecondazione può avvenire solo tra i gameti maschili e femminili della medesima specie). Gli enzimi presenti nell'acrosoma dello spermatozoo disgregano la membrana che protegge la cellula uovo e permettono alla testa dello spermatozoo di penetrare in tale cellula.

Perché nessun altro spermatozoo penetri nell'uovo fecondato, si è evoluto un meccanismo per cui l'ingresso del primo spermatozoo stimola la liberazione nella membrana dell'uovo di alcuni enzimi, che la induriscono e ne inattivano i recettori, impedendo, così, la funzionalità di altri spermatozoi. La fecondazione può avvenire anche se la donna non raggiunge l'orgasmo o non risulta eccitata (condizione che prende il nome di frigidità).

4

MALATTIE DELL’APPARATO RIPRODUTTORE
Diverse patologie, come infezioni, infiammazioni, malformazioni congenite e forme tumorali, possono colpire i singoli organi che compongono l’apparato riproduttore; inoltre, poiché le vie sessuali sono in comunicazione con l’ambiente esterno e, attraverso i rapporti sessuali, possono entrare in contatto diretto con altri individui, esse costituiscono i canali di ingresso preferenziali per alcuni agenti patogeni, responsabili delle cosiddette malattie a trasmissione sessuale.

Nell’uomo, tra le principali patologie sono comprese le malattie dei testicoli, come il criptorchidismo, il varicocele, l’epididimite, l’idrocele e il cancro; il cancro della prostata; inoltre, disturbi sessuali come l’impotenza e l’eiaculazione precoce.

Nella donna, sono tipiche patologie dell’apparato riproduttore le cisti delle ovaie, il fibroma, l’endometrite, l’endometriosi e il carcinoma dell’utero.

Tra le malattie a trasmissione sessuale vi sono la sifilide, la gonorrea, alcune infezioni da clamidia e la sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS).

Sistema linfatico

1

INTRODUZIONE
In anatomia, sistema che raccoglie la linfa interstiziale, presente in tutti gli spazi intercellulari, e la immette nell’apparato circolatorio. Il sistema linfatico permette il trasporto dei grassi digeriti dall'intestino al sangue, la rimozione dalle cellule danneggiate e la distruzione di sostanze tossiche e di microrganismi patogeni.

2

ANATOMIA
Il sistema linfatico è composto da una complessa rete di capillari linfatici, ovvero di sottili condotti a fondo cieco, le cui estremità si trovano a livello delle cellule dei diversi tessuti. I capillari possiedono una parete estremamente sottile di cellule di natura epiteliale tra le quali vi sono numerosi interstizi: queste microscopiche aperture permettono il passaggio della linfa interstiziale dai tessuti all’interno dei capillari stessi (si parla allora di linfa vascolare). I capillari confluiscono in vasi linfatici di calibro maggiore, le cui pareti possiedono anche fibre di muscolatura liscia. I vasi a loro volta si riuniscono nel dotto toracico, grosso vaso posto in posizione dorsale e risalente verso la vena cava superiore. In prossimità della regione lombare, alla base del dotto toracico, vi è una sorta di bacino di raccolta della linfa proveniente dagli arti inferiori, detto cisterna di Pecquet. Lungo i vasi linfatici si trovano masserelle a forma di fagiolo, contenenti un’elevata quantità di linfociti e di elementi del sistema immunitario, immersi in un reticolo di tessuto connettivo. Il sistema linfatico comprende anche la milza e il timo.

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FISIOLOGIA
Il sistema linfatico, determinando il ricircolo della linfa interstiziale nell’apparato circolatorio, permette un riequilibrio dei fluidi presenti nei tessuti, e delle sostanze in essi disciolti. Inoltre, trasporta le molecole dei grassi che derivano dai processi digestivi a livello dell’intestino; un particolare sistema di capillari sanguigni,il sistema dei vasi chiliferi, a livello dei villi intestinali raccoglie tali molecole e li immette nella circolazione linfatica. Filtrando attraverso i linfonodi, la linfa viene “ripulita” grazie all’azione di difesa dei linfociti; in tal modo, essa esplica un’importante funzione di protezione dell’organismo dalle infezioni. La linfa vascolare progredisce all’interno dei vasi sospinta in avanti dai movimenti del corpo; il suo riflusso viene impedito da valvole poste a intervalli regolari entro il lume dei vasi.

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MALATTIE DEL SISTEMA LINFATICO
Il sistema linfatico è soggetto a disturbi che possono interessare i suoi vasi oppure la milza. I linfonodi, a causa della continua esposizione agli agenti patogeni, possono facilmente andare incontro a processi infiammatori, che ne determinano l’ingrossamento. I linfonodi più comunemente interessati da queste forme infiammatorie si trovano nel collo, sotto le ascelle e a livello inguinale. Patologie più gravi che possono coinvolgere i linfonodi sono alcuni tumori maligni che facilmente possono originare metastasi, ossia colonizzare altri distretti corporei. In questi casi la terapia d'elezione consiste nell'asportazione chirurgica di tutti i linfonodi sospetti. Tra le altre patologie che colpiscono il sistema linfatico vi sono il linfoma di Hodgkin e l'elefantiasi.

Sistema immunitario

1

INTRODUZIONE
Sistema deputato alla difesa dell’organismo dagli agenti patogeni e delle sostanze estranee. Il sistema immunitario comprende diversi meccanismi, come la risposta umorale e la risposta mediata da cellule, con i quali reagisce a qualunque sostanza antigenica che riconosce come non-self, cioè come non appartenente all’individuo.

2

COMPONENTI
Le componenti principali del sistema immunitario sono di natura sia cellulare, sia proteica e vengono veicolate dal sangue.

2.1

Cellule
Fondamentali elementi della risposta immunitaria sono alcuni tipi di globuli bianchi, in particolare i granulociti, i monociti e i macrofagi, e i linfociti. I granulociti, che sono le più numerose cellule nucleate presenti nel sangue, ingeriscono per fagocitosi gli antigeni che penetrano nell'organismo, soprattutto una volta che essi sono stati rivestiti dalla componente proteica del sistema immunitario (immunoglobuline e proteine del complemento). Una volta fagocitati gli antigeni, i granulociti procedono anche alla loro distruzione, a opera dei loro enzimi.

I monociti rappresentano solo una piccola frazione dei molti tipi di cellule del sangue; dai monociti originano i macrofagi che si trovano fuori della circolazione del sangue, nei tessuti, a stretto contatto con le pareti dei vasi sanguigni e linfatici. Come i granulociti, anch'essi fagocitano le sostanze estranee, interagiscono con immunoglobuline e proteine del complemento e nel loro citoplasma contengono potenti enzimi. A differenza dei granulociti, tuttavia, i monociti e i macrofagi possono anche modificare gli antigeni, in modo da rendere più facile ed efficace la risposta immunitaria del terzo tipo di cellule immunitarie, i linfociti.

Per certi aspetti, i linfociti sono le cellule più importanti del sistema immunitario. Ne esistono due tipi principali: i linfociti B e i linfociti T. I primi sono responsabili dell'immunità umorale, cioè producono alcune componenti proteiche del siero del sangue, chiamate immunoglobuline, mentre i secondi, che rappresentano circa il 70% dei linfociti, sono responsabili dell'immunità cellulare, cioè attaccano e uccidono direttamente gli antigeni. Inoltre, amplificano o sopprimono la risposta immunitaria complessiva, regolando le altre componenti del sistema immunitario, e secernono una vasta gamma di citochine. Insieme ai linfociti B hanno la capacità di "ricordare" biochimicamente un precedente incontro con un antigene specifico, in modo che, se l'incontro si ripete, l'antigene possa essere distrutto con maggiore efficienza.

2.2

Proteine
I tre tipi di proteine del sistema immunitario, presenti in soluzione nel siero (la porzione liquida del sangue), sono le immunoglobuline, le citochine e le proteine del complemento. Le immunoglobuline o anticorpi sono presenti nell'organismo in migliaia di tipi diversi, ciascuno dei quali si combina esattamente con un tipo specifico di antigene, favorendone l'eliminazione. L'enorme diversità e la grande capacità di riconoscimento caratterizzano il sistema immunitario nel suo complesso.

Le citochine sono composti solubili, responsabili in larga parte della regolazione della risposta immunitaria. Le citochine secrete dai linfociti vengono dette linfochine, mentre quelle secrete dai monociti vengono dette monochine. Alcune citochine amplificano o rafforzano una risposta immunitaria in atto, altre istruiscono le cellule a proliferare e altre ancora possono sopprimere una risposta in corso. Quest'azione di regolazione è utile in quanto, come molti altri sistemi dell'organismo, il sistema immunitario deve essere regolato in modo da essere attivo quando occorre, ma non patologicamente iperattivo.

Le proteine del complemento sono un gruppo di componenti del sistema immunitario che agiscono in concerto tra loro e con le immunoglobuline, per contribuire allo sviluppo di una risposta immunitaria appropriata. Quando un anticorpo si lega al suo antigene, le proteine del complemento possono legarsi al complesso antigene-anticorpo, favorendo la fagocitosi da parte delle cellule immunitarie.

3

LA RISPOSTA IMMUNITARIA
Le componenti del sistema immunitario descritte sopra agiscono in concerto tra loro per mettere a punto una risposta immunitaria efficace. Molte fasi di questo processo sono state documentate da risultati sperimentali, mentre per altre si è ancora a livello di ipotesi. In una situazione tipica, se un agente patogeno come un batterio supera la prima linea di difesa dell'organismo (ad esempio, la pelle) può incontrare prima i granulociti e i monociti e venire poi parzialmente neutralizzato dagli anticorpi preformati e dalle proteine del complemento. Quindi i linfociti e i macrofagi interagiscono a livello della sede dell'invasione, amplificando la risposta immunitaria: vengono messi a punto anticorpi più specifici ed efficaci, nonché una forma di "memoria" biochimica riguardo al batterio invasore. Un'amplificazione simile della risposta immunitaria può avvenire sia nei linfonodi più vicini al sito d'infezione, sia in sedi più lontane, come la milza e il midollo osseo, dove si formano i linfociti.

Dopo la eliminazione dell’agente patogeno, entrano, quindi, in gioco meccanismi autoregolatori di soppressione che interrompono la risposta immunitaria e che sono in parte controllati dalle citochine. Una volta che l'antigene è stato distrutto, il sistema immunitario viene preparato a rispondere in modo più efficace a un'eventuale nuova invasione da parte dello stesso microrganismo. Se tale "preparazione" dell'organismo è sufficiente a neutralizzare completamente un batterio prima che provochi una malattia, si dice che è presente un'immunità specifica a quel batterio.

4

MALATTIE DEL SISTEMA IMMUNITARIO
Alcune malattie clinicamente importanti sono legate a deficienze del sistema immunitario, mentre altre sono causate da un funzionamento anomalo (ma non carente) del sistema. Un malfunzionamento o una deficienza del sistema immunitario può essere un fenomeno primario, congenito o acquisito, oppure manifestarsi secondariamente come conseguenza di altre malattie quali il cancro. Anche la terapia di alcune malattie, tra cui la terapia oncologica, può provocare immunosoppressione.

Di solito le immunodeficienze primarie sono congenite e possono comprendere lievi anomalie o gravi deficienze incompatibili con la vita. Il malfunzionamento dei linfociti B e la carenza di anticorpi sono problemi relativamente frequenti (probabilmente colpiscono un individuo su 500), in genere associati a infezioni ricorrenti, soprattutto batteriche. Questo tipo di insufficienza può essere curato con iniezioni mensili di gammaglobuline, contenenti molti anticorpi protettivi. Una funzione insufficiente dei linfociti T e dell'immunità cellulare è molto meno comune delle deficienze legate agli anticorpi, che sono associate soprattutto a infezioni virali o fungine e sono più resistenti alla terapia. Le immunodeficienze primarie più gravi comportano una carenza combinata di linfociti B e T e senza una terapia radicale, come il trapianto di midollo osseo, risultano praticamente tutte mortali. Negli ultimi anni, l'immunodeficienza acquisita che ha attirato la maggiore attenzione dell'opinione pubblica è la sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS).

Le immunodeficienze secondarie sono indotte da farmaci tossici (come quelli usati nella terapia oncologica) o dalla malnutrizione, oppure sono secondarie ad altre malattie (ad esempio, il cancro). Possono essere lievi o gravi, legate ai linfociti B o T, e la migliore terapia consiste nell'eliminare il disturbo di base.

Molte malattie generalmente classificate come malattie autoimmuni sono probabilmente provocate da un difetto di autoregolazione della risposta immunitaria. Un sistema immunitario difettoso può danneggiare o distruggere cellule o sostanze normali, provocando una malattia clinicamente evidente. L'allergiaè una reazione anomala di ipersensibilità a una sostanza con cui l'organismo è venuto a contatto in precedenza e che solitamente risulta inoffensiva per gli altri.

4.1

Risposta immunitaria ai trapianti
Pur essendo indispensabile per la sopravvivenza dell'uomo, il sistema immunitario rappresenta un ostacolo per il trapianto clinico di organi. Un sistema immunitario sano riconosce, infatti, come estranee le cellule di un altro individuo e cerca di distruggerle; senza un farmaco immunosoppressore come la ciclosporina, i reni, il fegato e il midollo osseo trapiantati verrebbero rigettati. Come è, tuttavia, prevedibile, anche la terapia di immunosoppressione può provocare problemi. I pazienti sottoposti a questa terapia sono, infatti, esposti al pericolo costante di infezioni.

4.2

Immunità e cancro
Il rapporto che intercorre tra il cancro e la risposta immunitaria è da molti anni oggetto di notevole interesse da parte di numerosi ricercatori. Rispetto alle persone sane, i pazienti oncologici presentano una maggiore predisposizione alle infezioni e in alcuni di essi sono state evidenziate anomalie immunologiche cellulari. Inoltre, sia nei pazienti con immunodeficienza primaria sia in quelli sottoposti a terapie immunosoppressive l'incidenza di cancro è molto superiore al normale. Per questi motivi, la possibilità di modulare la risposta immunitaria e la messa a punto di terapie su base immunologica non potranno che influire positivamente sui tentativi di cura del cancro.

Sistema nervoso

1

INTRODUZIONE
In anatomia, apparato deputato alla ricezione degli stimoli esterni e interni all’organismo, alla loro elaborazione e alla produzione di una risposta. Inoltre, al sistema nervoso sono associate funzioni psichiche complesse, come la memoria, l’apprendimento e le emozioni. Viene indicato più spesso con il termine “sistema” poiché gli organi che lo compongono sono formati tutti da tessuto nervoso, la cui unità fondamentale è il neurone.

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ANATOMIA
Si distingue un sistema nervoso centrale (SNC) e un sistema nervoso periferico. Il primo è composto dall’encefalo e dal midollo spinale; il secondo è formato dai nervi. I nervi hanno la funzione di mettere in collegamento le diverse parti del corpo con il SNC; grazie alle loro terminazioni, mediante le quali prendono contatto con i recettori sensoriali, ricevono continuamente informazioni dall’esterno e dall’interno, e le inviano al midollo spinale e all’encefalo affinché gli stimoli siano elaborati. Dal SNC parte quindi la risposta, che può consistere, ad esempio, nella stimolazione della contrazione di un muscolo, o dell’attività secernente di una ghiandola, o nell’evocazione di un ricordo.

Il sistema nervoso periferico, a sua volta, può essere distinto in sistema nervoso somatico e sistema nervoso autonomo o vegetativo, responsabili rispettivamente delle risposte volontarie e involontarie dell’organismo.

Il sistema nervoso autonomo è formato da due sezioni con azioni antagoniste. La sezione simpatica (toracico-lombare) stimola il cuore, fa dilatare i bronchi e contrarre le arterie e inibisce l'apparato digerente, preparando l'organismo all'azione fisica. La sezione parasimpatica (craniosacrale) esercita, invece, effetti opposti, preparando l'organismo all'alimentazione, alla digestione e al riposo.

2.1

Tessuto nervoso: neuroni e cellule della nevroglia
Il tessuto nervoso è composto principalmente da neuroni. Queste particolari cellule trasmettono le informazioni sotto forma di impulsi elettrici, ossia di modificazioni della distribuzione delle cariche elettriche che normalmente si trovano sulla superficie interna ed esterna della membrana cellulare. La propagazione degli impulsi permette lo svolgimento delle funzioni tipiche del sistema nervoso.

Nel tessuto nervoso si trovano anche cellule che non hanno una funzione prettamente nervosa: le cellule della nevroglia. Queste forniscono supporto e protezione ai neuroni, ai quali veicolano anche sostanze nutritive. Alcune cellule della nevroglia, gli astrociti, sembrano essere coinvolte nel meccanismo di regolazione del rilascio dei neurotrasmettitori, molecole che hanno un ruolo nel passaggio dell'impulso da una cellula nervosa all'altra.

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FISIOLOGIA
Gli impulsi nervosi costituiscono una modalità di trasmissione di segnali che si basa sull'alterazione del normale equilibrio di cariche elettriche presenti sulla superficie interna e quella esterna della membrana cellula.

La membrana cellulare di tutte le cellule risulta polarizzata a causa della ripartizione di cariche elettriche di segno diverso tra le due facce della membrana: le cariche elettriche negative si accumulano verso l'interno e quelle positive verso l'esterno. Tale differenza di carica elettrica genera una differenza di potenziale, che prende il nome di potenziale di membrana a riposo. La membrana, per tali proprietà elettriche, viene definita polarizzata.

Il potenziale di riposo è in gran parte dovuto alla disuguale distribuzione di ionisodio (Na+) e potassio (K+) tra l'interno e l'esterno del neurone: all'interno della cellula vi sono più ioni K+, mentre all'esterno si trovano più ioni Na+. Questa differenza di carica è mantenuta dalla cosiddetta pompa sodio-potassio, che si trova nella membrana cellulare e che trasporta attivamente (cioè consumando l'energia contenuta nelle molecole di adenosina trifosfato,, ATP) all'esterno ioni Na+ e all'interno ioni K+.

All'interno del neurone vengono conservate grosse molecole a carica negativa (solitamente proteine), che non possono diffondere liberamente attraverso la membrana e che aumentano la carica negativa esistente all'interno della cellula. Dato che gli ioni Na+ hanno una carica positiva e vengono trasportati attivamente fuori dal neurone, all'esterno della membrana cellulare si sviluppa una carica positiva. All'interno viene, invece, pompato un numero di ioni K+ insufficiente a neutralizzare gli ioni a carica negativa presenti nella cellula e così si produce una carica negativa. Ciò stabilisce un gradiente di concentrazione attraverso la membrana, con gli ioni K+ che tendono a fuoriuscire dalla cellula e gli ioni Na+ che vengono attirati verso l'interno. La membrana presenta una permeabilità molto maggiore a K+ che a Na+ e quindi la pompa sodio-potassio deve lavorare molto per mantenere una concentrazione corretta di questi ioni (e una carica) su entrambi i lati della membrana.

3.1

Potenziale d’azione
Tutte le cellule dell'organismo, dunque anche i neuroni, possiedono una membrana polarizzata; quando a un neurone viene applicato uno stimolo che raggiunge una potenza adeguata, le proprietà della membrana cambiano, ed essa diventa molto più permeabile allo ione sodio Na+: questo ione, quindi, entra rapidamente nella cellula e produce una carica netta positiva all'interno del neurone. Ciò provoca un cambiamento del potenziale elettrico della membrana, che si depolarizza. Quando una quantità sufficiente di ioni Na+ è entrata nella cellula, in modo da invertire completamente il potenziale e da avere all'interno una carica netta positiva invece che negativa, si raggiunge una condizione che prende il nome di potenziale d'azione. La parte esterna della porzione di membrana, ora negativa, invia una corrente elettrica che stimola la membrana circostante ancora a riposo, con la porzione esterna ancora carica positivamente. Questa corrente locale stimola la porzione adiacente della membrana del neurone a depolarizzarsi in modo analogo, e questo evento si ripete lungo tutta la membrana della cellula, trasmettendo, così, l'impulso nervoso lungo tutto l'assone.

Le dimensioni del potenziale d'azione sono autolimitate, poiché una concentrazione interna elevata di Na+ induce il pompaggio all'esterno prima di K+ e poi di Na+, ripristinando la carica negativa all'interno della membrana cellulare e, quindi, il potenziale di membrana: in altre parole, in meno di un millesimo di secondo il neurone si ripolarizza e dopo un lasso di tempo brevissimo, chiamato periodo di refrattarietà, il neurone è in grado di ripetere il processo.

Questo processo di conduzione continua ha luogo solo nelle fibre amieliniche, poiché la guaina mielinica che avvolge le altre fibre nervose forma intorno all'assone uno strato isolante, che non permette il passaggio della corrente elettrica. Nelle fibre mieliniche la depolarizzazione si verifica a livello dei nodi di Ranvier, con l'impulso nervoso che viene condotto saltando successivamente da un nodo all'altro lungo il nervo. Questa forma di conduzione dell'impulso, più rapida della conduzione continua, si chiama conduzione saltatoria.

3.2

La risposta del tipo “tutto o nulla”
La velocità di spostamento di un impulso lungo un nervo dipende dall'intensità dello stimolo e dalle proprietà del nervo stesso. L'impulso nervoso si produce solo quando lo stimolo, derivante, ad esempio, da un recettore sensoriale, raggiunge un determinato valore-soglia, e a quel punto la risposta è di tipo "tutto o nulla", cioè si produce indipendentemente dall'intensità dello stimolo. Il protrarsi dello stimolo stesso, però, determina poi una diminuzione della capacità di risposta della fibra nervosa, cioè questa reagisce per valori-soglia di quello stimolo più alti: questo fenomeno prende il nome di assuefazione. La velocità effettiva della conduzione è determinata dal diametro e dal grado di mielinizzazione della fibra nervosa. Le fibre con un grosso diametro e dotate di guaina mielinica conducono gli impulsi più rapidamente delle fibre più piccole e amieliniche.

4

STRUTTURA DELLE SINAPSI
La sinapsi è la struttura che comprende la terminazione dell'assone di un neurone (neurone presinaptico) e quella di un dendrite di un neurone adiacente (neurone postsinaptico). Quando l'impulso viene condotto da un neurone alla cellula di un muscolo o di una ghiandola, la sinapsi prende il nome di giunzione, rispettivamente, neuromuscolare o neuroghiandolare.

L'estremità di un assone è arrotondata a formare un bottone sinaptico; essa è separata dal dendrite adiacente da un breve spazio intersinaptico. Quando un impulso elettrico raggiunge il bottone sinaptico, esso provoca lo spostamento di ioni calcio nella terminazione nervosa. Questo fenomeno stimola piccole sacche racchiuse da una membrana (vescicole sinaptiche), presenti nel citoplasma in prossimità del bottone sinaptico e contenenti neurotrasmettitori, cioè sostanze prodotte dal neurone stesso e trasportate per tutta la lunghezza della cellula fino in prossimità della sinapsi. La stimolazione delle vescicole ne determina il movimento verso la membrana cellulare dell'assone e la loro fusione con essa. I neurotrasmettitori presenti nelle vescicole vengono, quindi, liberati nello spazio intersinaptico, dove si legano a recettori specializzati sulla superficie del neurone adiacente. Questo fenomeno costituisce uno stimolo che provoca la depolarizzazione della cellula adiacente, e ciò innesca in questo neurone un potenziale d'azione.

4.1

Sinapsi e neurotrasmettitori eccitatori e inibitori
A livello della sinapsi, l'impulso può muoversi in una sola direzione: verso la cellula che deve essere stimolata e non in senso contrario. I neurotrasmettitori si distinguono in eccitatori o inibitori a seconda che stimolino o inibiscano il neurone postsinaptico. Nel secondo caso le interazioni trasmettitore-recettore aumentano la negatività del potenziale di membrana (iperpolarizzazione), rendendo più difficile per il neurone postsinaptico generare un potenziale d'azione. Ciascun neurone può formare sinapsi con uno o più neuroni e la risposta netta di un neurone postsinaptico è determinata dalla somma e dall'integrazione di tutti i segnali eccitatori e inibitori che riceve.

La durata di uno stimolo proveniente da un neurotrasmettitore è limitata dalla scissione di queste sostanze nella sinapsi e dal loro riassorbimento da parte del neurone che le ha prodotte. In passato si credeva che ogni neurone producesse un solo tipo di neurotrasmettitore, mentre studi recenti hanno dimostrato che alcune cellule sono in grado di sintetizzarne due o più tipi.

5

MALATTIE DEL SISTEMA NERVOSO
La neurologia si occupa dello studio e della cura dei disturbi del sistema nervoso, mentre la psichiatria si occupa dei disturbi del comportamento che hanno una natura funzionale. La divisione tra queste due specialità mediche non è, tuttavia, netta, in quanto i disturbi neurologici si manifestano spesso sotto forma di fenomeni sia organici che mentali.

Le malattie del sistema nervoso comprendono alcune malattie genetiche e metaboliche, i, i disturbi vascolari, le malattie degenerative (tra cui il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer, le malattie da stress e i tumori, e interessano i neuroni o le altre cellule del tessuto nervoso.

I disturbi vascolari, come l' emorragia cerebrale o altre forme diictus, sono tra le cause più comuni di paralisi e di altre complicazioni neurologiche. Alcune malattie presentano una peculiare distribuzione geografica o per età: ad esempio, la sclerosi multipla è una malattia degenerativa frequente nelle zone temperate, mentre è rara ai tropici.

Il sistema nervoso è soggetto a infezioni provocate da una grande varietà di batteri, parassiti e virus. Ad esempio, il botulismo, la brucellosi, il tetano, la difterite sono patologie causate da batteri, e la è provocata da un parassita, il tripanosoma; la meningite è un'infiammazione delle meningi che può essere provocata da molti agenti patogeni diversi, mentre la rabbia è dovuta all'infezione di un unico ceppo virale.

Alcuni virus responsabili di disturbi neurologici colpiscono solo alcune parti del sistema nervoso: il virus responsabile della poliomielite colpisce generalmente il midollo spinale, mentre i virus che provocano l'encefalite attaccano il cervello.

Le infiammazioni del sistema nervoso prendono il nome dalla parte colpita. La mielite è un'infiammazione del midollo spinale, la nevrite è l'infiammazione di un nervo che può essere provocata non solo da un'infezione, ma anche da un avvelenamento, dall'alcolismo o da un trauma. Di solito, i tumori che originano nel sistema nervoso sono formati, a seconda della parte del sistema nervoso colpita, da tessuto meningeo o da cellule di nevroglia (il tessuto di sostegno); altri tipi di tumori possono, invece, diffondersi al sistema nervoso o invaderlo a partire da altre parti del corpo. In alcuni disturbi del sistema nervoso, come la nevralgia, l'emicrania e l'epilessia, non esistono prove dell'esistenza di un danno organico. Un altro disturbo neurologico, la paralisi cerebrale infantile, è associato a un danno subito prima, durante o dopo il parto.