Risultati dell’apprendimento
- Spiega come i diversi sistemi di organi si relazionano tra loro per mantenere l’omeostasi
Ogni sistema di organi svolge funzioni specifiche per il corpo, e ogni sistema di organi viene in genere studiato indipendentemente. Tuttavia, i sistemi d’organo lavorano anche insieme per aiutare il corpo a mantenere l’omeostasi.
Livelli d’acqua
Per esempio, i sistemi cardiovascolare, urinario e linfatico aiutano il corpo a controllare l’equilibrio idrico. I sistemi cardiovascolare e linfatico trasportano i fluidi in tutto il corpo e aiutano a percepire i livelli di soluto e di acqua e a regolare la pressione. Se il livello d’acqua diventa troppo alto, il sistema urinario produce urina più diluita (urina con un più alto contenuto d’acqua) per aiutare ad eliminare l’acqua in eccesso. Se il livello dell’acqua diventa troppo basso, viene prodotta un’urina più concentrata per conservare l’acqua.
Temperature interne
Similmente, i sistemi cardiovascolare, tegumentale (pelle e strutture associate), respiratorio e muscolare lavorano insieme per aiutare il corpo a mantenere una temperatura interna stabile. Se la temperatura del corpo aumenta, i vasi sanguigni della pelle si dilatano, permettendo a più sangue di fluire vicino alla superficie della pelle. Questo permette al calore di dissiparsi attraverso la pelle e nell’aria circostante. La pelle può anche produrre sudore se il corpo diventa troppo caldo; quando il sudore evapora, aiuta a raffreddare il corpo. Anche la respirazione rapida può aiutare il corpo a eliminare il calore in eccesso. Insieme, queste risposte all’aumento della temperatura corporea spiegano perché si suda, si ansima e si diventa rossi in faccia quando si fa un forte esercizio fisico (la respirazione pesante durante l’esercizio è anche un modo in cui il corpo porta più ossigeno ai muscoli e si libera dell’anidride carbonica in più prodotta dai muscoli). I muscoli si contraggono e si rilassano rapidamente, il che genera calore per tenervi al caldo. I peli sulla pelle si sollevano, intrappolando più aria, che è un buon isolante, vicino alla pelle. Queste risposte alla diminuzione della temperatura corporea spiegano perché rabbrividisci, hai la “pelle d’oca” e hai le estremità fredde e pallide quando hai freddo.
Caso di studio: Febbre
Cosa succede quando si ha la febbre? Significa che il tuo corpo non è in grado di mantenere la sua omeostasi, nello stesso modo in cui la tua casa diventa troppo calda se il condizionatore è rotto?
In casi estremi, la febbre può essere un’emergenza medica; ma la febbre è una risposta fisiologica adattativa del nostro corpo a certi agenti infettivi. Alcune sostanze chimiche, chiamate pirogeni, innescano il vostro ipotalamo a spostare il set point ad un valore più alto. Questo è più simile a programmare il termostato della vostra casa ad una temperatura più alta per risparmiare energia in una giornata calda quando non sarete a casa durante il giorno. Questi pirogeni possono provenire da microrganismi che ti infettano, o possono essere prodotti dalle cellule del tuo corpo in risposta a un’infezione di qualche tipo.
Practice Questions
- Come il livello di pirogeni aumenta nel tuo sangue, e il set point si resetta più alto, i chemorecettori che ora stimolano l’ipotalamo stanno rispondendo a ________ come variabile, piuttosto che i termorecettori che rispondono alla temperatura del corpo come variabile.
- temperatura
- pirogeni
- frequenza cardiaca
- pressione sanguigna
Mostra risposta - Il centro di controllo è il _________.
- Muscolo scheletrico
- Ghiandole sudoripare
- Vasi sanguigni
- Ipotalamo
Show Answer - Perché il set point è stato aumentato, ora si sente freddo anche se si ha quella che normalmente sarebbe una temperatura corporea entro l’intervallo sano. Questo produce i “brividi” che sentite quando avete la febbre. In risposta, l’ipotalamo lavorerà per aumentare la temperatura corporea. Quale risposta farà questo?
- L’ipotalamo stimolerà le ghiandole sudoripare e la dilatazione dei vasi sanguigni come effettori per raffreddare il corpo.
- L’ipotalamo stimolerà i muscoli scheletrici a tremare e a restringere i vasi sanguigni.
Mostra risposta
Anche se le prove sono solo indirette, si ritiene che la febbre migliori la risposta immunitaria del corpo. L’aumento della temperatura può effettivamente compromettere la replicazione di batteri e virus infettivi che si sono adattati a sopravvivere meglio al normale intervallo di temperatura corporea omeostatica. Questo può dare alle cellule immunitarie la possibilità di distruggere i microrganismi prima che possano moltiplicarsi rapidamente e diffondersi nel corpo. Ci sono anche alcune prove indirette che l’aumento della temperatura corporea modifica leggermente diverse reazioni metaboliche in modi che permettono anche al sistema immunitario di funzionare in modo più efficiente.
Domande pratiche
- Una volta raggiunto il nuovo set point più alto, i termorecettori stimolano il _________ come centro di controllo.
- Muscolo scheletrico
- Ghiandole sudoripare
- Vasi sanguigni
- Ipotalamo
Mostra risposta - In risposta, le ghiandole sudoripare e i vasi sanguigni (effettori) sono stimolati a _________.
- secernono il sudore per l’evaporazione e dilatano i vasi per aumentare la perdita di calore dal sangue vicino alla superficie della pelle.
- si agitano per creare calore e costringono i vasi per conservare il calore tenendo il sangue lontano dalla superficie della pelle.
Show Answer
Purtroppo durante alcune infezioni, i livelli di pirogeno arrivano a “ondate”. Questo regola il vostro set point di temperatura su e giù. Quando i livelli di pirogeno scendono, si ha l’altra parte dell’esperienza della febbre: “i sudori” e la sensazione di arrossamento. Finché i livelli di pirogeno continuano ad aumentare e diminuire, ti sentirai come se stessi oscillando avanti e indietro.
Domanda pratica
- Una volta che il livello di pirogeno è ridotto perché l’infezione è sotto controllo, il ________ (centro di controllo) ripristina il set point più alto alla normalità.
- Supercettori
- chemorecettori
- ipotalamo
Mostra risposta
Il tuo corpo continuerà a oscillare avanti e indietro tra i normali limiti di temperatura superiore e inferiore del corpo, ma poiché ora è all’interno del tuo range di temperatura “normale”, probabilmente non noterai nemmeno che il tuo corpo è ancora al lavoro, mantenendo l’omeostasi di questa variabile.
Domanda pratica
- I pazienti spesso hanno la febbre dopo un intervento. Quale delle seguenti non sarebbe una causa ragionevole di tale risposta?
- Il trauma del tessuto dovuto all’operazione ha stimolato le cellule del corpo a rilasciare pirogeni.
- Nonostante le precauzioni, alcuni batteri hanno infettato la persona durante l’operazione.
- L’operazione ha danneggiato i termocettori
- I farmaci post-operatori hanno avuto un impatto sul sistema immunitario, causando il rilascio di pirogeni.
Mostra risposta
Omostasi degli ioni
Le funzioni del corpo come la regolazione del battito cardiaco, la contrazione dei muscoli, l’attivazione degli enzimi e la comunicazione cellulare richiedono livelli di calcio strettamente regolati. Normalmente, riceviamo molto calcio dalla nostra dieta. L’intestino tenue assorbe il calcio dal cibo digerito.
Il sistema endocrino è il centro di controllo per regolare l’omeostasi del calcio nel sangue. Le ghiandole paratiroidee e tiroidee contengono recettori che rispondono ai livelli di calcio nel sangue. In questo sistema di feedback, il livello di calcio nel sangue è la variabile, perché cambia in risposta all’ambiente. I cambiamenti nel livello di calcio nel sangue hanno i seguenti effetti:
- Quando il calcio nel sangue è basso, la ghiandola paratiroide secerne l’ormone paratiroideo. Questo ormone fa sì che gli organi effettori (i reni e le ossa) rispondano aumentando i livelli di calcio. I reni impediscono che il calcio venga escreto nelle urine. Gli osteoclasti nelle ossa riassorbono il tessuto osseo e rilasciano il calcio.
- Quando i livelli di calcio nel sangue sono alti, la tiroide rilascia la calcitonina. La calcitonina fa sì che i reni riassorbano meno calcio dal filtrato, permettendo al calcio in eccesso di essere rimosso dal corpo nelle urine. La calcitonina sopprime anche la formazione di vitamina D attiva nei reni; senza vitamina D l’intestino tenue non assorbe tanto calcio alimentare. Gli osteoblasti, stimolati dalla calcitonina, usano il calcio nel sangue per arricchire il tessuto osseo.
Domande pratiche
In base alla precedente descrizione dell’omeostasi del calcio, prova a rispondere a queste domande:
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Lo squilibrio di calcio nel sangue può portare a malattie o addirittura alla morte. L’ipocalcemia si riferisce a bassi livelli di calcio nel sangue. I segni di ipocalcemia includono spasmi muscolari e malfunzionamenti cardiaci. L’ipercalcemia si verifica quando i livelli di calcio nel sangue sono più alti del normale. L’ipercalcemia può anche causare malfunzionamenti cardiaci così come debolezza muscolare e calcoli renali.
Domanda pratica
Quale problema(i) è/sono associati alla disfunzione dell’omeostasi del calcio?
- malattia del cuore
- malattia delle ossa
- entrambi
- nessuno dei due
Guarda questo video per un’altra discussione sull’omeostasi e sui sistemi di organi:
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