67176 - FISIOLOGIA E FISIOLOGIA DELLA NUTRIZIONE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente ha conoscenze di base dei fondamenti neurofisiologici del comportamento e delle interazioni sensoriali tra uomo e ambiente, nonché dei meccanismi funzionali degli organi e degli apparati e del loro controllo neuroendocrino. Ha una conoscenza più approfondita dei meccanismi funzionali inerenti la nutrizione, il metabolismo energetico e il mantenimento degli equilibri omeostatici.

Contenuti

Modulo I (I ciclo): FISIOLOGIA I

Docente: Marco Caprini

 

Fisiologia cellulare

 

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.

 

 

Sistema nervoso

 

Organizzazione anatomo-funzionale del sistema nervoso

Principali elementi funzionali del sistema nervoso. Cellule del sistema nervoso.

 

Sistemi sensoriali

Principi generali di fisiologia sensoriale. Organizzazione anatomo-funzionale dei sistemi sensoriali.

 

Sistema motorio somatico.

Controllo centrale e periferico della contrazione dei muscoli scheletrici. Arco riflesso, riflessi spinali.

 

Sistema nervoso autonomo

Organizzazione anatomo-funzionale del sistema nervoso autonomo: sezioni ortosimpatica, parasimpatica ed enterica. Effetti della stimolazione ortosimpatica e parasimpatica su vari organi ed apparati.

 

Funzioni superiori del sistema nervoso

Funzioni della corteccia cerebrale e del sistema limbico.

 

 

 

Modulo II (I ciclo): FISIOLOGIA II

Docente: Giorgio Aicardi

 

Sistema endocrino

 

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.

 

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.

 

 

Sistema riproduttivo

 

Funzioni riproduttive femminili

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.

 

Funzioni riproduttive maschili

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

 

 

Sistema cardiovascolare

 

Organizzazione funzionale del sistema cardiovascolare

Schema generale del sistema cardiovascolare. Caratteristiche funzionali del circolo sistemico e del circolo polmonare.

 

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.

 

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.

 

 

 

Modulo III (II ciclo): FISIOLOGIA DELLA NUTRIZIONE

Docente: Michela Gamberini

 

 

Sistema digerente

 

Anatomia funzionale e sistemi di controllo del sistema digerente

Struttura della parete del tubo gastroenterico. Circolo splancnico. Innervazione dell'apparato digerente. Controllo nervoso delle funzioni dell'apparato digerente: sistema nervoso enterico, innervazione parasimpatica e ortosimpatica, attività riflessa. Controllo ormonale delle funzioni dell'apparato digerente.

 

Funzioni motorie del sistema digerente

Masticazione. Deglutizione. Motilità esofagea. Motilità gastrica: riempimento dello stomaco, movimenti di mescolamento e svuotamento del contenuto gastrico. Vomito. Svuotamento della colecisti. Motilità dell'intestino tenue, del crasso e del retto. Defecazione.

 

Funzioni secretorie del sistema digerente

Secrezione salivare: funzioni della saliva, meccanismi di secrezione, sua regolazione in condizioni fisiologiche. Secrezione gastrica: funzioni dell'acido cloridrico e del pepsinogeno; meccanismi di secrezione e sua regolazione in condizioni fisiologiche. Muco. Funzioni della gastrina. Secrezione pancreatica: meccanismi della secrezione esocrina pancreatica; componente elettrolitica ed enzimatica del succo pancreatico. Regolazione della secrezione pancreatica in condizioni fisiologiche. Secrezione biliare: sali biliari e loro ruolo nei processi digestivi. Secrezioni intestinali.

 

Digestione e assorbimento

Digestione e assorbimento dei carboidrati, delle proteine, dei lipidi. Contributo dei sali biliari alla digestione ed all'assorbimento dei lipidi. Assorbimento delle vitamine idrosolubili e liposolubili. Assorbimento di acqua e sali minerali. Assorbimento del calcio e del ferro.

 

 

Controllo ipotalamico dell'assunzione degli alimenti e dell'acqua e disturbi del comportamento alimentare

 

Regolazione dell'assunzione di cibo e acqua

Centri nervosi che regolano l'assunzione di cibo e acqua. Fattori che regolano la quantità di cibo da assumere. Meccanismo della sete. Regolazione a breve termine e a lungo termine dell'assunzione degli alimenti.

 

Regolazione del peso corporeo

Bilancio energetico. Composizione corporea e cenni dei metodi per la sua valutazione. Perdita di peso e suoi effetti su massa grassa e sulla massa magra.

 

Comportamento alimentare

Disturbi del comportamento alimentare: anoressia, bulimia. Obesità e sue cause. Obesita' e gravidanza. Restrizione calorica. Trattamenti utilizzati per la riduzione del peso corporeo. Il tessuto adiposo bruno: funzioni e metabolismo. Diabete mellito.

 

 

Metabolismo energetico e fabbisogni nutrizionali

 

Calorimetria diretta e indiretta. Metabolismo basale. Metabolismo energetico. Fattori che influenzano il metabolismo energetico.

Fabbisogno nutrizionale in particolari situazioni fisiologiche: alimentazione nell'infanzia e nell'adolescenza; in gravidanza; in allattamento; nell'attività sportiva; nella terza età. Cenni di nutrizione artificiale: nutrizione enterale e parenterale.

 

Testi/Bibliografia

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

Metodi didattici

Lezioni frontali con presentazioni Power Point e lucidi.

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 didattico “Fisiologia I” (Prof. Marco Caprini) nell'ambito della fisiologia cellulare e dei sistemi nervoso e muscolare; il secondo è scelto dal Titolare del modulo didattico “Fisiologia II” (Prof. Giorgio Aicardi) nell'ambito dei sistemi endocrino, riproduttivo, cardiovascolare, respiratorio e renale; il terzo è scelto dalla Titolare del modulo didattico “Fisiologia della nutrizione” (Prof. Michela Gamberini) nell'ambito delle tematiche: controllo della nutrizione,  sistema gastrointestinale e nutrizione, calorimetria, metabolismo e fabbisogno nutrizionale. 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. L'esame è superato se lo Studente dimostra una conoscenza almeno sufficiente nei tre moduli didattici.

Gli Studenti possono scegliere se sostenere l'esame in un'unica soluzione, oppure dividerlo in 3 parti, da sostenere in modo sequenziale (la prima è propedeutica alla seconda e la seconda è propedeutica alla terza): 1) un colloquio preliminare sul modulo didattico “Fisiologia I”, il cui esito viene valutato in trentesimi; 2) un colloquio preliminare sul modulo didattico “Fisiologia II” (che deve essere sostenuto entro 24 mesi dal primo colloquio preliminare), il cui esito viene valutato in trentesimi; 3) l'esame finale (che deve essere sostenuto entro 24 mesi dal secondo colloquio preliminare), che verte prevalentemente sul modulo didattico “Fisiologia della nutrizione”, il cui esito viene valutato in trentesimi; il voto riportato nel verbale è la media aritmetica dei voti riportati nei due colloqui preliminari e nell'esame finale.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore,  PC, lavagna luminosa.

Orario di ricevimento

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