Fisiologia generale e umana

Fisiologia generale e umana
R. RHOADES – R. PFLANZER
Prefazione
Fisiologia (dal greco physis = natura e lògos = parola, studio.) in origine significava "uno
studio della natura" e comprendeva lo studio origine significava "uno studio della natura" e
comprendeva lo studio sistematico della materia sia vivente che inanimata. Oggi lo scopo
principale della fisiologia è lo studio della integrazione dei meccanismi molecolari e cellulari
e di come questi eventi sono coordinati a livello dei tessuti e degli organi per la funzione
normale e la soprawiven2a di un organismo vivente.
Il corpo umano è un organismo complesso che comprende vari sistemi principali - nervoso,
muscolo-scheletrico, endocrino, circolatorio, respiratorio, gastrointestinale e riproduttivo, per
nominarne solo alcuni. Il metodo quindi più logico per lo studio della fisiologia è l'approccio
per sistemi. Tuttavia, riteniamo sia importante, specialmente per lo studente che inizia lo
studio della fisiologia, comprendere che il corpo non funziona come un insieme di sistemi
indipendenti e che nessun sistema singolo è più importante di un altro per il mantenimento
della vita. Sono piuttosto le interazioni e il coordinamento dei vari sistemi multipli che mantengono le funzioni normali essenziali per la vita. La fisiologia umana è una disciplina
affascinante. La maggior parte di noi, sia docenti che studenti, ha una naturale curiosità di
sapere come funziona il nostro organismo. La recente esplosione di informazioni scientifiche ha fornito alle scienze naturali ed alla medicina validissimi strumenti ed opportunità
per una migliore comprensione del nostro organismo. Quali docenti ed autori, affrontiamo
una sfida importante nel presentare agli studenti una notevole quantità di informazioni
scientifiche come un insieme di principi e concetti unificanti, invece di un elenco di fatti
scollegati e misteriosi. La quarta edizione di Fisiologia umana sviluppa e spiega questi
principi e concetti sottostanti riconoscendo allo stesso tempo la presenza di eccitanti
problemi ancora sconosciuti. La quarta edizione, più delle precedenti, presenta delle
domande attuali importanti per la ricerca fisiologica e biomedica e fornisce gli strumenti di
base per affrontare questi problemi e trovare delle possibili soluzioni. Uno dei successi della
ricerca biomedica verificatosi tra le varie edizioni di Fisiologia Umana è stato l'approvazione
di un farmaco geneticamente modificato che, inalato tramite un atomizzatore, riduce lo
sviluppo di muco in pazienti con fibrosi cistica. Un altro è la scoperta che le mutazioni di un
particolare segmento di DNA sono associate al cancro del colon e al morbo di Huntington,
scoperta che migliorerà l'individuazione ed il trattamento delle persone affette da queste
patologie. Recentemente, la trombopoietina, che induce la produzione di piastrine da parte
del corpo, è stata modificata geneticamente, un risultato particolar-mente importante per
pazienti con piastrinopenia che sono a rischio di sanguinamenti incontrollati, come I pazienti
con l'AIDS- La recente scoperta del gene per la PKD (Rene policistico) porterà a delle
decisioni più oculate e ad una migliore qualità di vita per chi è portatore di questo gene.
Nei cinque anni trascorsi dall'edizione precedente si sono verificati incredibili cambiamenti e
sconvolgimenti nell'assistenza sanitaria e nella ricerca biomedica, con la nascita di
movimenti che promuovono allo stesso tempo l'ottimizzazione del budget ed una ricerca
rapida ma di migliore qualità. Mai prima d'ora c'è stato tanto bisogno di studiosi ben
addestrati, motivati e amanti della ricerca.
PER GLI STUDENTI
Abbiamo scritto questo testo per studenti che stanno intraprendendo lo studio delle scienze
medico-biologiche. La Quarta Edizione dovrebbe essere molto utile a studenti con diverse
conoscenze dì base e a diversi livelli di preparazione- Non abbiamo dato per scontato, ad
esempio, che tutti gli studenti abbiano una vasta padronanza di matematica, chimica, fisica
e biologia. Le informazioni generali dei principi di chimica, fisica e biologia cellulare e
molecolare presenti nei primi sei capitoli aiuteranno gli studenti che al liceo hanno studiato
poco o nulla di queste materie. Gli studenti che hanno delle basi più solide utilizzeranno
invece queste nozioni di base per un utile ripasso. Inoltre, sono stati introdotti i principi
basilari dell'anatomia funzionale laddove la conoscenza delle strutture anatomiche è
necessaria per la comprensione del funzionamento dell'organismo. Questo testo tratta
comunque più dettagliatamente le funzioni dei vari sistemi piuttosto che l’anatomia di base.
Varie ragioni ci hanno spinto a scrivere questo testo e i nostri principali obiettivi sono stati i
seguenti:
•
sviluppare i concetti ed i principi della fisiologia in modo logico, chiaro e coinciso
•
migliorare le capacità dello studente di ragionare scientificamente
•
promuovere la comprensione e l’applicazione dei concetti di base nelle condizioni
normali e patologiche
•
far nascere l’entusiasmo per la ricerca fisiologica ed applicata
L’ organizzazione e l’approccio di fisiologia umana, IV edizione,si sono perfezionati in molti
anni di insegnamento della materia a studenti con diverse capacità e conoscenze di base.
Le nostre ricerche, oltre a quelle di molti colleghi ed altri studiosi, hanno molto contribuito
alla formazione del testo.
Il campo della fisiologia è un fiorire di nuove scoperte e cambiamenti. Nessun singolo
autore, nessuna coppia di autori può rappresentare l’autorità assoluta per quanto riguarda
le informazioni di base di un testo di fisiologia umana. Una presentazione accurata ed
attuale dei più importanti principi, tematiche e dettagli di ricerca richiede il lavoro coordinato
di una squadra di ricercatori specializzati. Abbiamo avuto la fortuna di aver potuto disporre
delle capacità e conoscenze di nove altri co-autori per questo testo. Leggete il paragrafo
“Notizie sugli autori” che segue questa Prefazione e vedrete chi sono. Noi speriamo
sinceramente che questa presentazione della fisiologia catturerà interesse sia dello
studente che del docente e li stimolerà ad occuparsi della materia oltre i limiti di questo
libro.
ORGANIZZAZIONE
Il libro è organizzato in modo che gli argomenti progrediscano dal livello molecolare al
funzionamento integrato dell’organo. Il capitolo 1, ideato per sviluppare un apprezzamento
della scienza, fornisce una prospettiva storica della fisiologia umana quale scienza e
introduce i concetti di base quali l’omeostasi. Questo capitolo pone le basi per la Parte I,
che sono le funzioni cellulari di bas, compresi i principi essenziali di chimica, biochimica,
fisica e matematica necessari per migliorare l’apprendimento dei concetti fisiologici
fondamentali.
La parte II si concentra sull’ambiente interno del corpo ed analizza la natura dei sistemi di
controllo biologico, comprese le proprietà delle cellule specializzate del sistema nervoso ed
endocrino, che regolano le funzioni dell’organismo.
La parte III discute le funzioni coordinate degli altri sistemi dell’organismo, che derivano
tutte dall’integrazione delle funzione dei tessuti specializzati, e comprende capitoli che
presentano concetti sul funzionamento dei sistemi integrati, quali la regolazione della
temperatura, delle attività muscolo-scheletrica, la fisiologia ambientale e degli organi della
riproduzione.
CONTENUTI
•
Il Capitolo1 fornisce una prospettiva storica della scienza della fisiologia ed una
spiegazione chiara del metodo scientifico. Ciò aiuta a definire la materia ed offre allo
studente un’entusiasmante linea guida per affrontare lo studio.
•
La biologia molecolare e la fisiologia cellulare sono state presentate per fornire delle
basi solide per la comprensione delle funzioni sistematiche. I concetti derivati dalla
biologia cellulare e molecolare sono applicati in tutto il testo.
•
I sistemi di controllo fisiologico (Parte III) sono presentati prima del funzionamento
degli organi (Parte III) per fissare prima il concetto di omeostasi.
•
Il metabolismo e la trasformazione dell’energia sono trattate nel Capitolo 6 per
presentare il metabolismo intermedio come concetto fondamentale piuttosto che
come processo scientifico dell’alimentazione
•
Vi sono vari capitoli separati sul sistema nervoso autonomo, l’equilibrio acido-base,
la fisiologia degli organi di movimento, la regolazione della temperatura, il
metabolismo del calcio e del fosforo, la fisiologia ambientale, le difese dell’organismo
e la risposta immunitaria, la fisiologiab sessuale. Questi capitoli trattano gli argomenti
in modo unico e approfondito, il che non capita spesso negli altri testi di fisiologia.
NOVITA’ DELLA IV EDIZIONE
•
Il Capitolo 1 contiene una approfondita trattazione del metodo scientifico, della
teorian dei sistemi di controllo e dell’omeostasi, oltre a sette modelli, elaborati di
recente, di concetti biologici e fisici che ricorrono nei capitoli successivi. Questi
modelli forniscono una base solida per la spiegazione di diversi meccanismi
fisiologici. Sono stati concepiti per costruire assieme all’omeostasi il tema unificante
per la quarta edizione.
•
Ogni capitolo comincia con un ampio elenco di concetti di base che aiutano lo
studente a focalizzare l’attenzione sul contenuto del capitolo.
•
Sono stati aggiunti dei casi clinici ad ogni capitolo per fornire un’introduzione
interessante, pertinente e fonte di riflessione sul contenuto del capitolo stesso. Il
caso clinico si conclude con domande che promuovono lo sviluppo della capacità di
riflessione critica e collegano il contenuto del capitolo alla fisiologia applicata o
clinica. Le risposte alle domande si tovano alla fine del capitolo.
•
Le domande più importanti sono state inserite nel rispettivo capitolo per enfatizzare
le principali aree concettuali e attirare l’attenzione sulla trattazione relativa.
•
Ogni capitolo contiene almeno un nuovo riquadro di focalizzazione, che aggiunge
delle importanti informazioni sui Concetti attuali in Fisiologia oppure sulle
Applicazioni della Fisiologia.
•
Delle icone contaddistinguono i concetti ricorrenti inseriti nel contenuto di ogni
capitolo. Ad esempio, i principi della legge di Ohm applicata al flusso sanguigno
(Capitolo 19) e al flusso dell’aria (Capitolo 20) sono annotati in ogni capitolo con
un’icona Flusso della massa e del calore.
•
I sommari dei capitoli sono stati rivisti ed ampliati per essere di maggiore utilità nel
rafforzare i concetti chiave e la bibliografia è stata ampiamente rivista per
rispecchiare l’aggiornamento del contenuto della Terza Edizione e l’aggiunta di
nuovo materiale.
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Le domande di ripasso alla fine di ogni capitolo sono state condensate in risposte a
scelta multipla (da 20 a 25) che servono come un breve test per accertare la
padronanza dell’argomento trattato.
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Una iconografia significativamente rivista, col 30% di nuove illustrazioni, rende più
chiari e comprensibili i concetti esposti nel testo.