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Dipar&mento di Organi di Senso, Università di Roma
“La Sapienza”
Ada<amento alla forza gravitazionale
Giovanni Ralli
il momento più rappresenta&vo della stagione 2009: il sorpasso di Valen&no Rossi a Jorge Lorenzo al GP di Barcellona 2009
A tu%'oggi sappiamo che nell'universo agiscono qua%ro 6pi di forze : La forza gravitazionale , comune a tu%a la materia : tu= i corpi materiali si a=rano reciprocamente. La forza ele%romagne6ca , prodo%a dalle cariche ele%riche : è sia a%ra=va che repulsiva. La forza nucleare debole, agisce all'interno dei nuclei atomici : è responsabile della radioa=vità. La forza nucleare forte, agisce all'interno dei nuclei atomici : 6ene assieme protoni e neutroni.
Isaac Newton
La gravitazione in fisica classica La legge di gravitazione universale afferma che due pun& materiali si a<raggono con una forza di intensità dire<amente proporzionale al prodo<o delle masse dei singoli corpi e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza
Isaac Newton Astronomo, fisico e matema&co Isaac Newton, nacque a Woolsthorpe, nel Lincolnshire in Inghilterra, il 4 gennaio 1643.
A diciasse<e anni fu costre<o a lasciare la scuola per aiutare la madre a ges&re la fa<oria di famiglia finchè un suo insegnante convinse sua madre a fargli proseguire gli studi al Trinity College di Cambridge dove si trasferì nel 1661.
Nel 1666 Isaac Newton, seguendo gli studi di o^ca scoprì che facendo passare la luce solare a<raverso un prisma questa è scomponibile nei vari colori dello spe<ro.
Newton, con le sue scoperte nel campo della fisica, definì con sicura chiarezza tu<a una serie di conce^ rela&vi alla dinamica dei corpi, fino a d efin i r e l a t eo r i a d e l l a gravitazione universale, legge che sarà alla base di tu<a la fisica e specialmente della cosmologia successiva, perfezionata soltanto quasi 300 anni dopo dalla teoria della rela&vità di Einstein.
Newton fu un professore universitario a Cambridge e, in questa veste, sviluppò e mise a punto gli studi e le osservazioni fa<e fra i 23 ed i 25 anni. La vita di Isaac Newton fu piena di riconoscimen& e di onori. A 30 anni fu nominato dal re "membro della Royal Society di Londra”.
La fisica di Newton è classificata "determinis&ca", in quanto considera un Universo in cui le condizioni cosmologiche sono assolute: il tempo scorre uguale, sempre in avan& e lo spazio è infinito e lineare. Newton sos&ene che Dio ha creato il mondo fondandolo su principi e leggi semplici e universali (come, ad esempio, la legge di gravità) e che lo scopo degli uomini deve essere quello di scoprire e studiare queste leggi.
Isaac Newton morì il 20 marzo 1727 . Il suo funerale si svolse in pompa magna e fu inumato nella ca<edrale di Westminster accanto ai grandi d’Inghilterra.
LABIRINTO POSTERIORE
1915
Il labirinto posteriore è formato dal ves&bolo e dai canali semicircolari ossei all’interno dei quali sono presen& i tre canali semicircolari membranosi, l’utricolo e il sacculo comunican& tra loro e contenen& endolinfa. In ciascuna di queste stru<ure è presente un sensore specifico deputato alla sensibilità proprioce^va stato cine&ca.
Due diverse stru<ure sensoriali: • Gli organi otoli&ci ( macule dell’utricolo e del sacculo ) sono sensibili al ve<ore gravitazionario e alle accelerazioni lineari • I canali semicircolari sono sensibili alle accelerazioni angolari Entrambi gli organi sensoriali contengono lo stesso &po di cellula rece<rice.
Le cellule cigliate sono c e l l u l e d i f o r m a cilindrica o a fiasco la cui porz ione basa le s i appoggia su cel lule epiteliali di sostegno. La porzione apicale presenta una stru<ura c i g l i a t a i m m e r s a nell’endolinfa.
La porzione basale con&ene stru<ure specializzate per la liberazione di neurotrasme^tori ed è in conta<o sinap&co con il prolungamento dei neuroni del ganglio di Scarpa.
La trasduzione dello s&molo meccanico in segnale bioele<rico è operata dalle ciglia . Ogni cellula possiede decine di stereociglia che sono estroflessioni citoplasma&che di forma cilindrica e un chinociglio che ha le cara<eris&che del flagello. Le stereociglia sono di lunghezza progressivamente maggiore avvicinandosi al chinociglio e disposte in linee parallele.
Ogni stereociglio è collegato con un filamento proteico TIP-‐LINK allo sterociglio adiacente della stessa linea.
Alle estremità il &p-‐link si collega ai bordi di una proteina canale (canale di trasduzione). Se fle<e verso il chinociglio , grazie alle diverse altezze delle sterociglia, il &p-‐link si s&ra e i canali si aprono. In caso opposto , i canali si chiudono .
Direzione di collegamento dei &p links
Grazie alla differenza di potenziale tra l’interno della cellula e l’endolinfa -‐140 mv si genera un flusso di ioni K + all’interno della cellula a<raverso i canali aper& . L’ingresso del K determina una depolarizzazione della cellula (potenziale di rece<ore). La depolarizzazione favorisce l’apertura di altri canale pos& sulla superficie del corpo della cellula permeabili agli ioni Ca . L’ingresso degli ioni Calcio potenzia la depolarizzazione e perme<e di liberare i neurotrasme^tori a livello della presinapsi .
L’en&tà della deflessione del ciglio determina il livello di depolarizzazioni e conseguentemente determina la quan&tà di neurotrasme^tore liberato e quindi l’en&tà dello s&molo al ganglio di Scarpa . In questo modo il rece<ore misura l’intensità dello s&molo meccanico e lo traduce in un codice di segnali bioele<rici.
Al SNC
Glutammato
Dopo la depolarizzazione si a^vano i meccanismi di estrusione di ioni Ca e K (pompe metaboliche) e la cellula riprende il potenziale originario .
Al SNC
Glutammato
Anatomy of Maculae
Otoliti
Macula del sacculo
Macula dell’utricolo
Utricolo e Sacculo
Disposizione dell’epitelio sensoriale
La macula dell’utricolo è posta su un piano orizzontale mentre quella del sacculo è su un piano ver&cale . Ogni macula è divisa da una linea virtuale chiamata striola . Nell’utricolo le ciglia sono orientate con il chino ciglio verso la striola. Nel sacculo hanno un orientamento opposto verso la periferia. La striola ha un andamento arcuato e pertanto l’orientamento dei ciuffi è in tu<e le direzioni.
La disposizione speculare dei ciuffi perme<e la s&molazione (depolarizzazione) di un gruppo di cellule e la contemporanea iperpolarizzazione dell’opposto. Le macule dei due la& sono speculari e quindi si comportano sempre in modo opposto.
Gli organi otoli&ci segnalano sia la posizione sta&ca della testa nello spazio , sia le cara<eris&che dinamiche dei suoi movimen& traslatori.
Gli organi otoli&ci sono sensibili alle accelerazioni lineari del capo generate dai movimen& di flessione e quelli di traslazione lineare e alle accelerazioni di gravità 1) informazione sulla posizione del capo nello spazio
a<raverso una via ves&bolo-‐cor&cale, il cui decorso non è completamente noto
2) distribuzione corre<a del tono muscolare an&gravitario a<raverso la via ves&bolo-‐spinale
Quando la testa fle<e il ve<ore gravitazionale provoca uno spostamento rela&vo della membrana rispe<o la macula che si traduce in una deflessione delle ciglia . Quando la testa ere<a è so<oposta ad un movimento di t r a s l a z i o n e , l a m emb r a n a o t o l i & c a r i m a n e temporaneamente indietro rispe<o alla macula
Dipar&mento di Organi di Senso, Università di Roma
“La Sapienza”
Ada<amento alla forza gravitazionale
Giovanni Ralli
