Sistemi di controllo, barocettori

All’interno del corpo umano operano numerosi meccanismi di controllo, sia a livello cellulare che negli organi dei vari sistemi ed apparati. Tali sistemi di controllo possono operare nel singolo organo o su più organi facenti parte dello stesso apparato o di apparati differenti (es.: controllo del sistema nervoso sull’apparato cardiocircolatorio per il controllo della concentrazione dei gas). Il controllo sulla percentuale di ossigeno presente nei vari distretti anatomici è una delle priorità per l’organismo, che si avvale dell’emoglobina per tale regolazione. L’emoglobina è una molecola presente nei globuli rossi e con spiccata affinità per l’ossigeno. Passando negli alveoli polmonari, l’emoglobina, lega l’ossigeno e, circolando nel torrente ematico, tende a rilasciarlo solo nei tessuti che non sono già sufficientemente ossigenati (proprio sfruttando la sua proprietà chimica di legare tale gas).
Secondo un principio inverso, l’accumulo di anidride carbonica nelle cellule, o meglio la sua produzione, eccita i centri respiratori, al fine di accelerando e rendere più profondi gli atti respiratori, e quindi il trasporto di ossigeno e la rimozione dell’anidride carbonica.

Anche la pressione arteriosa si avvale di alcuni dispositivi di controllo e, per l'esattezza del sistema barocettoriale. I barocettori sono recettori di pressione disposti a livello della biforcazione delle carotidi comuni e nell'arco aortico, e vengono stimolati dallo stiramento della parete vasale. All'aumentare della pressione, i barocettori, stimolano i bulbi del tronco encefalico che inibiscono i centri vasomotori riducendo il numero di impulsi che giungono al cuore ed ai vasi sanguigni da parte del sistema nervoso simpatico. Conseguentemente diminuiscono le pulsazioni e si vasodilatano i vasi sanguigni, riportando la pressione a valori più bassi.

All'interno dell'organismo moltissimi sono i valori che devono essere tenuti sotto controllo, e la cui escursione eccessiva può portare a stati patologici o alla morte. Tra questi, grande rilievo ha la temperatura corporea (max variaz. 6°/7° oltre la norma), il pH (oscillazioni di +/- 0,5 sono letali), la concentrazione dello ione potassio (abbassamento di oltre il 66% della normale concentrazione può portare alla paralisi muscolare per inibizione del trasporto di impulsi nervosi), concentrazione dello ione calcio (possibili contrazioni tetaniche per generazione spontanea di impulsi se scende oltre il 50% della normale concentrazione), concentrazione di glucosio (un dimezzamento porta ad agitazione mentale e convulsioni), ecc. Gli esempi potrebbero essere centinaia o più.

La maggior parte dei meccanismi di controllo agisce mediante feedback negativo, ossia innescando una risposta negativa rispetto allo stimolo iniziale (es.: aumenta l’anidride carbonica cellulare, si innescano meccanismi di iperventilazione per contrastare l’evento e ristabilire l’omeostasi).
I vari meccanismi di controllo operano con un certo margine d’errore, definito guadagno del sistema di controllo, è espresso con un numero negativo, al diminuire del quale corrisponde una maggiore efficienza del meccanismo di controllo. (es.: guadagno del sistema di controllo barocettoriale = -2; guadagno del sistema di controllo della temperatura corporea = -33. Il sistema di controllo della temperatura corporea risulta più efficiente). La formula per calcolarlo è la seguente: guadagno del sistema di controllo = correzione apportata/errore nella correzione.
Alcuni sistemi di controllo sfruttano il feedback attivo. È il caso del sistema di coagulazione del sangue. Quando un vaso si rompe ed inizia a formarsi un coagulo, all’interno del coagulo stesso vengono attivati numerosi enzimi che rappresentano i fattori della coagulazione, ossia agiscono su enzimi vicini non ancora attivi attivandoli e quindi accelerando il processo di coagulazione.

Approfondimenti sulla Temperatura corporea