00443 - FISIOLOGIA GENERALE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente: - ha una buona conoscenza dei fondamenti neurofisiologici del comportamento e delle interazioni sensoriali, cognitive ed emozionali tra l'uomo e l'ambiente; - conosce i meccanismi funzionali degli organi e degli apparati; - è in grado di integrare queste conoscenze per comprendere i meccanismi di controllo neuroendocrino delle funzioni vegetative. Esercitazioni pratiche in cui si effettua la misurazione diretta di parametri funzionali nell'uomo e in modelli sperimentali gli consentono una comprensione più approfondita degli argomenti trattati.

Contenuti

Modulo: FISIOLOGIA CELLULARE

Docente: Marco Caprini

 

Diffusione e trasporto attraverso la membrana plasmatica

Composizione dell'ambiente intracellulare ed extracellulare. Omeostasi. Caratteristiche funzionali della membrana plasmatica. Meccanismi di diffusione e di trasporto transmembranario. Osmosi. Canali ionici di membrana. Recettori di membrana.

 

Equilibri ionici e potenziali di membrana

Flussi ed equilibri ionici. Basi chimico-fisiche del potenziale di membrana a riposo. Ruolo della pompa sodio-potassio. Potenziali graduati. Attività pacemaker. Potenziale d'azione: genesi e propagazione nelle fibre mieliniche e amieliniche.

 

Trasmissione sinaptica

Sinapsi elettriche e chimiche. Meccanismi presinaptici e postsinaptici della trasmissione chimica. Potenziali postsinaptici eccitatori e inibitori. Neurotrasmettitori: sintesi, liberazione, interazione con i recettori di membrana, inattivazione.

 

Recettori sensoriali

Meccanismi di trasduzione degli stimoli. Classificazione dei recettori sensoriali. Codifica sensoriale primaria: codifica del tipo di stimolo e della sua intensità, durata e localizzazione.

 

Cellula muscolare scheletrica

Struttura della cellula muscolare scheletrica. La trasmissione dell'eccitamento nella giunzione neuromuscolare. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Meccanismi molecolari della contrazione. Graduazione della forza della contrazione muscolare. Metabolismo nelle cellule muscolari scheletriche.

 

Cellula muscolare liscia

Struttura della cellula muscolare liscia. Muscoli lisci monounitari e multiunitari. Meccanismi molecolari e controllo della contrazione.  Attività pacemaker e modulazione nervosa, ormonale, meccanica e chimica nei muscoli lisci monounitari.

 

 

  

Modulo: FISIOLOGIA DEI SISTEMI

Docente: Giorgio Aicardi

 

Sistema nervoso

 

Organizzazione anatomo-funzionale del sistema nervoso

Principali elementi funzionali del sistema nervoso. Classificazione dei neuroni, delle fibre nervose e delle cellule gliali. Organizzazione funzionale del sistema nervoso centrale e periferico. Barriera emato-encefalica.

 

Sistemi sensoriali

Principi generali di fisiologia sensoriale. Organizzazione funzionale dei sistemi sensoriali. Sistemi somatosensoriale (tatto, propriocezione, introcezione, termocezione, dolore), visivo, uditivo, vestibolare, gustativo e olfattivo: organizzazione funzionale, stimoli adeguati, recettori specifici, meccanismi di trasduzione, vie nervose ascendenti, rappresentazione ed elaborazione corticale.

 

Sistema motorio somatico

Organizzazione funzionale del sistema motorio somatico. Arco riflesso, movimenti riflessi e controllo superiore dell'attività riflessa. Movimenti posturali e locomozione. Movimenti volontari: controllo centrale e periferico.

 

Sistema nervoso autonomo

Organizzazione anatomo-funzionale del sistema nervoso autonomo: sezioni ortosimpatica, parasimpatica ed enterica. Neurotrasmettitori pre- e post-gangliari. Recettori colinergici nicotinici e muscarinici. Recettori adrenergici alfa e beta. Effetti della stimolazione ortosimpatica e parasimpatica su vari organi ed apparati. Riflessi autonomi.

 

Funzioni superiori del sistema nervoso

Aree associative della corteccia cerebrale. Sistema limbico. Emozioni, umore, vigilanza, attenzione, funzione delle vie nervose ascendenti. Elettroencefalografia, ciclo veglia-sonno. Apprendimento, memoria, plasticità sinaptica.

 

 

Sistema cardiovascolare

 

Organizzazione funzionale del sistema cardiovascolare

Schema generale del sistema cardiovascolare. Caratteristiche funzionali del circolo sistemico e del circolo polmonare. Composizione, volume e funzioni del sangue. Le cellule ematiche. Emostasi.

 

Attività elettrica del cuore

Caratteristiche elettriche delle cellule cardiache. Genesi del ritmo cardiaco. Conduzione elettrica nel cuore. Periodo refrattario nel cuore. Controllo dell'eccitazione e della conduzione nel cuore. Elettrocardiografia.

 

Attività meccanica del cuore

Anatomia funzionale del cuore. Eventi meccanici del ciclo cardiaco. Variazione della pressione e del volume del sangue negli atri e nei ventricoli.

 

Regolazione della gettata cardiaca

Valori normali e ambito di variazione della gettata cardiaca. Meccanismi di regolazione della gettata cardiaca: regolazione della frequenza cardiaca e della gettata sistolica.

 

Sistema vascolare

Caratteristiche e funzioni di arterie, arteriole, capillari, venule, vene e vasi linfatici. Emodinamica: relazione fra flusso, pressione e resistenza. Profilo pressorio nel circolo sistemico. Ritorno del sangue venoso al cuore. Scambi capillari. Controllo del flusso ematico locale.

 

Regolazione della pressione arteriosa sistemica

Valori normali ed ambito di variazione della pressione arteriosa. Sistemi di regolazione della pressione arteriosa.

 

 

Sistema respiratorio

 

Ventilazione polmonare

Anatomia funzionale del sistema respiratorio. Caratteristiche e funzioni delle vie aeree superiori e del tessuto alveolare. Meccanica della ventilazione polmonare. Variazioni di pressione intrapolmonare e intrapleurica durante il ciclo respiratorio. Ventilazione e perfusione alveolare. Volumi e capacità polmonari.

 

Scambi gassosi nei polmoni e nei tessuti

Composizione dell'aria atmosferica e dell'aria alveolare. Ultrastruttura della barriera aria-sangue. Fattori fisici e biologici che determinano lo scambio di ossigeno e anidride carbonica nei polmoni e nei tessuti.

 

Trasporto dell'ossigeno e dell'anidride carbonica nel sangue

Trasporto dell'ossigeno nel sangue. Curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, suo significato biologico e fattori che la influenzano. Trasporto dell'anidride carbonica nel sangue e fattori che la influenzano.

 

Meccanismi di controllo dell'attività respiratoria

Genesi del ritmo respiratorio. Strutture tronco-encefaliche coinvolte nel controllo della respirazione. Chemocettori centrali e periferici, controllo della respirazione ad opera dell'anidride carbonica, del pH e dell'ossigeno.

 

 

Sistema urinario

 

Processi renali fondamentali

Anatomia funzionale del rene. Processi implicati nella formazione dell'urina. Filtrazione glomerulare: barriera di filtrazione glomerulare, velocità di filtrazione, controllo fisiologico della filtrazione glomerulare. Riassorbimento e secrezione tubulare. Clearance renale.

 

Regolazione della diuresi

Meccanismo di concentrazione dell'urina: ansa di Henle, scambio in controcorrente. Regolazione del riassorbimento renale dell'acqua e del sodio. Minzione.

 

Regolazione dell'equilibrio acido-base

Sistemi tampone biologici. Compensazione respiratoria e renale delle alterazioni dell'equilibrio acido-base.

 

 

 

Modulo: FISIOLOGIA INTEGRATA

Docente: Giorgio Aicardi

Funzioni endocrine e riproduttive

 

Funzioni integrative neuroendocrine

Principi generali di fisiologia endocrina. Meccanismi d'azione degli ormoni. Meccanismi di controllo della secrezione ormonale. Ruolo dell'ipotalamo e dell'ipofisi nel controllo della secrezione ormonale.

 

Funzioni fisiologiche degli ormoni

Funzioni fisiologiche degli ormoni ipofisarici, tiroidei, paratiroidei, surrenalici e pancreatici.

 

Sistema riproduttivo femminile

Anatomia funzionale dell'apparato riproduttivo femminile. Ciclo ovarico. Funzioni degli estrogeni e del progesterone. Ciclo endometriale. Controllo ipotalamico della funzione ovarica. Fecondazione. Fattori ormonali in gravidanza, parto e lattazione.

 

Sistema riproduttivo maschile

Anatomia funzionale dell'apparato riproduttivo maschile. Spermatogenesi. Liquido seminale. Funzioni del testosterone. Controllo ipotalamico della funzione testicolare.

 

 

Termoregolazione

Meccanismi di produzione e dispersione di calore a livello corporeo. Temperatura corporea normale. Fattori che modificano la temperatura corporea. Regolazione della temperatura corporea. Febbre.

 

 

Esercitazioni

Attività funzionale dei neuroni. Elettromiografia. Elettrocardiografia. Misura della pressione arteriosa. Spirometria.

 

 

Testi/Bibliografia

Testo consigliato: E. Carbone, F. Cicirata, G. Aicardi, Fisiologia: dalle molecole ai sistemi integrati, EdiSES, 2009.

Metodi didattici

Le lezioni frontali vengono svolte in aula e si avvalgono di presentazioni Power Point e lucidi.

Le esercitazioni vengono svolte in un'aula informatica; 1) gli Studenti vengono guidati nell'uso di un programma interattivo sulle funzioni del sistema nervoso; 2) viene mostrata la modalità di esecuzione dei seguenti test funzionali nell'uomo: elettromiografia, elettroencefalografia, elettrocardiografia e spirometria.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento consiste in un colloquio in cui lo Studente viene esaminato prevalentemente su 3 diversi argomenti del programma del Corso: il primo argomento è scelto dal Titolare del modulo “Fisiologia cellulare” (Prof. Marco Caprini) e gli altri due sono scelti dal Titolare degli altri due moduli (Prof. Giorgio Aicardi). Nell'ambito del colloquio vengono poste domande volte a verificare il grado di approfondimento della conoscenza negli argomenti proposti e in altri argomenti del programma, la capacità critica di collegare diverse conoscenze tra loro e il raggiungimento di una comprensione organica delle tematiche trattate a lezione.

Gli Studenti possono scegliere se sostenere l'esame in un'unica soluzione, oppure dividerlo in 2 o 3 parti, da sostenere in modo sequenziale.

Divisione in 2 parti: colloquio preliminare sul modulo didattico “Fisiologia cellulare” + esame finale (che deve essere sostenuto entro 24 mesi dal colloquio preliminare), che verte prevalentemente sugli altri due moduli didattici.

Divisione in 3 parti: colloquio preliminare sul modulo didattico “Fisiologia cellulare” + colloquio preliminare che verte prevalentemente sulla Fisiologia del sistema nervoso (che deve essere sostenuto entro 12 mesi dal primo colloquio preliminare) + esame finale (che deve essere sostenuto entro 12 mesi dal secondo colloquio preliminare), che verte prevalentemente sulla parte rimanente del programma.

In entrambi i casi il voto riportato nel verbale è la media aritmetica "pesata", tenendo conto del numero di CFU.

Strumenti a supporto della didattica

In aula: videoproiettore, PC (collegato in rete), lavagna luminosa.

Nell'aula informatica: videoproiettore, PC collegato in rete, lavagna luminosa e un'apparecchiatura interfacciata con il PC che consente l'esecuzione di test funzionali nell'uomo; tutti gli Studenti hanno a disposizione un PC (collegato in rete) e possono utilizzare un programma interattivo sulle funzioni del sistema nervoso. 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giorgio Aicardi

Consulta il sito web di Marco Caprini