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FISIOLOGIA UMANA
Carbone - Aicardi - Cicirata Fisiologia: dalle molecole ai sistemi integrati
Casa Editrice - EDISES
ISBN: 9788879593410
Monticelli FISIOLOGIA
Editore: Casa Editrice AMBROSIANA (CEA) ISBN:
88081833237
Silverthorn
Fisiologia. Un approccio integrato
Editore: Casa Editrice AMBROSIANA
Isbn:
978-88-408-1395-0
Berne & Levy
PRINCIPI DI FISIOLOGIA Editore: ELSEVIER MASSON ITALIA
ISBN: 9788821429521
PROPRIETA’ DELLA DIFFUSIONE
dxdCDJ ⋅=
(Legge di Fick)
Descrive la dipendenza della diffusione dalla concentrazione in condizioni stazionarie: J é il flusso in Moli cm-2 s-1; D é il coeff. di diffusione: dC/dx il gradiente spaziale di concentrazione
Ad ogni istante di tempo la distribuzione delle molecole in seguito alla diffusione é descritta da una relazione matematica nota come distribuzione normale o di Gauss:
x=xc
x=-w x=w
[C]
x
( )( )
2
22
2
][ wxx c
ew
AxC−
−⋅
⋅=
π
x; posizione
[C](x); conc. in funz. x
A; area sotto la curva
w & -w; valori che delimitano il 95% di A
xc ; valore iniziale
Il 95% delle molecole sono distribuite tra -w e w.
QUAL’È LA DISTRIBUZIONE SPAZIALE DELLE MOLECOLE CHE DIFFONDONO?
w=80
w=40
w=20
w=10
x
[C]
A
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100
QUAL’È LA DIPENDENZA DAL TEMPO DELLA DIFFUSIONE?
Relazione tra w e t nel caso di diffusione monodimensionale
tDw ⋅⋅= 2
La relazione tra tempo e spazi percorsi durante la
diffusione non é lineare; per raddoppiare lo spazio
percorso in un dato intervallo occorre un tempo 4
volte maggiore.
tDw ⋅⋅= 6
Relazione tra w e t nel caso di diffusione tridimensionale
Che relazione esiste tra D e PM?
Assumendo una molecola come una sfera ideale, il suo volume sarà:
3
34
srV ⋅⋅= π
Assumendo la densità delle molecole costante, il PM è proporzionale al volume. Un aumento di rs di 10 volte è associato ad un aumento di 1000 volte del PM
( ) 13 −∝ PMD
Fig. 6, pag. 282 da Hill B. “ionic channels of excitable mebranes” 2nd edition - Sinauer
srTkD
⋅⋅⋅⋅
=ηπ6
Nel caso della diffusione in ambiente acquoso questa relazione é precisa per molecole con raggio>>> di H20
Per molte molecole di interesse biologico D = 1x10-5 cm-2 s-1
Coefficiente di diffusione k; cost. di Boltzmann T; temp. assoluta η; viscosità del mezzo rs; raggio ideale della molecola che diffonde
Dalla cellula uovo verso il mondo
pluricellulare: la prima divisione
(riunione dei pronuclei)
Da 2 a 4 cellule: sono le cellule
staminali embrionali totipotenti:
ognuna di loro può essere isolata e
dare origine ad un nuovo
embrione
Da 6 cellule allo stadio di morula
STADI DI SVILUPPO “IN VITRO” DI UN EMBRIONE UMANO
Durante questi stadi di sviluppo l’embrione riceve nutrienti per diffusione.
E’ allo stadio di blastocisti che avviene
l’impianto nell’utero e la formazione di
gruppi cellulari che controllano gli scambi
con l’endometrio uterino.
Nella blastocisti si forma una cavità che
contiene al suo interno un gruppo di cellule
(cellule della massa interna): sono le cellule
staminali multipotenti, più comunemente note
come cellule staminali embrionale (ES).
Ogni cellula staminale multipotente può dare
origine a tutti i tessuti dell’organismo adulto,
ma non a quelli degli annessi embrionali
necessari per l’impianto nell’utero.
Il trofoblasto formerà invece gli annessi
embrionali che danno origine alle strutture
vascolari che collegano tra loro il sistema
vascolare dell’embrione e quello materno.
Embrione allo stadio di blastocisti trofoblasto
EMBRIONE ALLO STADIO DI BLASTOCISTI
I tempi di diffusione su spazi superiori a 1 mm non consentono la rapida crescita di un tessuto. La
diffusione impone quindi lo sviluppo di un sistema circolatorio che garantisca un “ambiente interno”
uguale e costante per tutte le cellule dell’organismo.
Con omeostasi si intende la capacità di mantenere stabile l’ambiente interno, ed i meccanismi che
provvedono al mantenimento dell’omeostasi vengono detti omeostatici.
IL MARE INTERNO