Obiettivi formativi
L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire le basi molecolari e cellulari per comprendere il funzionamento dei vari organi del corpo umano, integrando le conoscenze di Biologia, Anatomia, Chimica e Fisica acquisite nei corsi precedenti.
Prerequisiti
Conoscenza acquisita delle seguenti materie: Anatomia Umana, Biologia Animale- Biologia Vegetale, Fisica.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso di Fisiologia è organizzato in tre parti.
La prima parte del corso riguarda la fisiologia cellulare.
La seconda parte del corso è dedicata alla fisiologia integrativa, con particolare riguardo al sistema nervoso.
La terza parte del corso è dedicata alla fisiologia d'organo e sistema.
FISIOLOGIA GENERALE
Membrane biologiche. Canali ionici. Equazione di Nernst. Potenziale di membrana. Potenziale d’azione. Conduzione dei potenziali. Sinapsi e neurotrasmettitori. Neuromodulatori. Circuiti sinaptici.
NEUROFISIOLOGIA
Sistemi sensoriali: Vista. Udito. Sistemi somatosensoriali.
Il dolore: percezione e modulazione.
Controllo motorio. I riflessi.
Sistema nervoso autonomo: simpatico e parasimpatico.
FISIOLOGIA DEGLI ORGANI
Muscolo scheletrico. Contrazione. Relazione tensione/lunghezza e velocità/carico. Muscolo liscio.
Cuore. Potenziali d’azione cardiaci. Elettrocardiogramma. Meccanica cardiaca. Regolazione della contrazione cardiaca. Pressione arteriosa. Sangue.
Respirazione. Meccanica. Scambi capillari. Controllo nervoso della respirazione.
Rene. Filtrazione, assorbimento e secrezione. Clearance renale.
Regolazione del pH e dell'equilibrio idroelettrolitico.
Sistema digerente: motilità, secrezioni, digestione e assorbimento.
Gli ormoni. Ipotalamo ed ipofisi.
Programma esteso
Membrane cellulari e trasporto trans-membrana. Trasporto attivo, passivo e canali ionici
Compartimenti cellulari. Specializzazione della membrana plasmatica: rapporti cellula-cellula e cellula-ambiente (canali); riconoscimento di materiali endogeni ed esogeni (recettori). Permeabilità della membrana: diffusione passiva e legge di Fick. Osmosi e pressione osmotica. Osmolarità e tonicità. Trasporto mediato da proteine: trasporto facilitato, trasporto attivo primario e trasporto attivo secondario. Proprietà strutturali e funzionali dei canali ionici. Trasporto attraverso gli epiteli
Fisiologia delle cellule eccitabili
Proprietà elettriche delle membrane cellulari. Potenziale trans-membrana. Equilibrio elettrochimico ed equazione di Nernst. Equazione di Goldman. Caratteristiche generali delle membrane eccitabili. Proprietà elettriche passive delle membrane: capacità e resistenza. Basi ioniche del potenziale d’azione. Propagazione del potenziale d'azione. Propagazione passiva dei segnali elettrici. Costante di tempo. Costante di spazio. Propagazione del potenziale d’azione.
Sinapsi
Sinapsi elettriche. Sinapsi chimiche. Meccanismo di rilascio dei neurotrasmettitori: natura quantica del rilascio, il ruolo del calcio. Recettori post-sinaptici ionotropi e metabotropi. Giunzione neuromuscolare. Sinapsi colinergiche nicotiniche e muscariniche.
Fisiologia del movimento muscolare
Il muscolo scheletrico. Meccanica della contrazione muscolare. Basi ultrastrutturali e molecolari della contrazione e accoppiamento eccitazione-contrazione. Componenti attive e passive. Contrazione muscolare in condizioni isotoniche ed isometriche. Scossa singola e tetano. Relazione forza/lunghezza del muscolo in toto e del sarcomero. Modulazione della forza contrattile. Lavoro e fatica muscolare. Fibre muscolari ed unità motorie
Circuiti nervosi semplici
Arco riflesso spinale: riflesso miotatico e miotatico inverso. Arco riflesso autonomo. Sistema nervoso autonomo ortosimpatico e parasimpatico. Muscolatura liscia e sua innervazione.
Meccanismi sensoriali
Caratteristiche dei trasduttori sensoriali. Recettori fasici e tonici. Il sistema somato-sensoriale. Meccanocettori e termocettori: tipi e funzioni. Le vie meccanosensoriali. Il dolore: recettori, iperalgesia, riflesso assonico. Il dolore riferito e la "gate" del dolore. L’occhio e la formazione dell’immagine retinica. I fotorecettori e loro risposta alla luce: i canali attivati dal cGMP, la trasducina e il ciclo della rodopsina. L’organizzazione retinica: cellule bipolari, orizzontali, amacrine e ganglionari. Cellule a centro ON e a centro OFF. La corteccia e l’organizzazione visiva. L’orecchio: la coclea e la propagazione delle onde sonore. L’apparato vestibolare: struttura e funzione. Chemocettori: il sistema gustativo e olfattivo.
Fisiologia del cuore e della circolazione
Aspetti generali. Il cuore: struttura, proprietà elettriche e contrattili. Potenziali pace-maker. Il ciclo cardiaco: manifestazioni elettriche, meccaniche ed idrodinamiche. Gittata cardiaca. Lavoro del cuore. Regolazione nervosa della frequenza cardiaca. Il sangue: caratteristiche generali. Dinamica dei fluidi: flusso, portata, pressione, velocità e resistenza. Emodinamica. Circolo sistemico: arterie, capillari, vene. Flusso sanguigno e pressione e loro regolazione.
Fisiologia della respirazione
Struttura e funzione del sistema respiratorio. La meccanica respiratoria. La pressione alveolare e pleurica. Fattore tensioattivo e legge di Laplace. Il lavoro respiratorio. Volumi e capacità polmonari. Ventilazione alveolare e fisica degli scambi gassosi. Capacità di diffusione polmonare e rapporto ventilazione/perfusione. La circolazione polmonare e bronchiale. PO2 e PCO2 alveolare e cellulare. Trasporto di O2: l’emoglobina e la mioglobina. Curva di dissociazione O2-emoglobina: effetto Bohr, della temperatura e del 2-3 DPG. Trasporto di CO2: l’effetto Haldane, l’anidrasi carbonica e l’effetto Hamburger. Capacità tampone dell'H2CO3/HCO3-. Stati di acidosi e di alcalosi. Controllo della respirazione: i centri bulbo-pontini, i recettori di stiramento polmonare e i chemocettori. Regolazione del pH plasmatico.
Fisiologia del rene
Considerazioni generali. Omeostasi ed osmoregolazione. Il rene: struttura e vascolarizzazione. Il nefrone e le sue funzioni: filtrazione glomerulare, riassorbimento e secrezione tubulare. Modificazioni tubulari del filtrato glomerulare. Scambio e moltiplicazione in controcorrente, gradiente cortico-midollare di osmolarità. Riassorbimento di sali e acqua nel tubulo distale e dal dotto collettore, e loro regolazioni ormonali (ormone antidiuretico, sistema renina-angiotensina-aldosterone, fattore natriuretico atriale). Regolazione renale della pressione osmotica e del pH del sangue
Regolazione ormonale
Gli ormoni: sintesi, rilascio e meccanismo d’azione. Cellule secretorie. I secondi messaggeri. Il sistema ipotalamo-ipofisario. Gli ormoni della neuroipofisi. Gli ormoni dell’adenoipofisi. Le ghiandole surrenali. Ormoni della midollare e l’azione delle catecolamine. Ormoni della corticale. La tiroide e gli ormoni tiroidei. Il pancreas endocrino: l’insulina, il glucagone e la somatostatina. Gli ormoni sessuali.
Nutrizione, digestione ed assorbimento
Alimentazione ed energia. Generalità sul sistema digerente. Digestione dei carboidrati, lipidi e proteine. Secrezioni gastro-intestinali: acidi, basi ed enzimi digestivi. Meccanismi di assorbimento.
Bibliografia
Fisiologia delle molecole e dei sistemi integrati - Edises
Fisiologia- Edises - G. Monticelli -
Ambrosiana
Vander. Fisiologia - Ambrosiana
Metodi didattici
L'insegnamento di Fisiologia si svolge in presenza e consiste in 72 ore di lezione frontali.
Modalità verifica apprendimento
L'esame consisterà in una prova orale volta a valutare il livello di conoscenza acquisito dallo studente.
