2a1s MC Fisiologia Umana I Tolu 2015-16

Università degli Studi di Sassari
Facoltà di Medicina e Chirurgia
C.d.L. in Medicina e Chirurgia
Modulo di _____________ (SSD BIO/09) 9 CFU
dell’Insegnamento di Fisiologia Umana 1
anno accademico 2015/2016
Docente: Prof. Tolu Eusebio
E-mail: [email protected]; Telefono: 079/228288
Ricevimento: tutti i giorni ora da concordare
luogo: sede di Fisiologia e bioingegneria dell’uomo
Programma
Obiettivi formativi e programma
FISIOLOGIA GENERALE DEL SISTEMA NERVOSO E MUSCOLARE - SISTEMA NERVOSO
AUTONOMO Obiettivo generale di apprendimento: Lo studente deve comprendere bene la organizzazione generale del
sistema nervoso, i meccanismi di base della genesi e della propagazione dell'impulso nervoso e le relazioni
funzionali fra neuroni-neuroni e neuroni-muscoli. Conoscere i mediatori e i neuromodulatori chimici della
trasmissione sinaptica sia del sistema somatico che del sistema nervoso autonomo. Deve essere in grado di
spiegare le modalità di contrazione del muscolo striato e liscio. Deve inoltre saper discutere adeguatamente
dell'organizzazione generale del sistema nervoso vegetativo nelle sue componenti ortosimpatica e
parasimpatica e le interrelazioni funzionali esistenti fra i due sistemi..
Obiettivi specifici e programma calendarizzato:
Introduzione al Corso: Lo studente deve conoscere la storia della Fisiologia , la sua evoluzione e
specializzazione nel corso degli anni. Deve aver compreso le metodiche generali d i tipo sperimentale
utilizzate per risalire alle leggi che governano le funzioni dei sistemi ed apparati.
Classificazione delle cellule eccitabili, caratteristiche generali del neurone. Il potenziale di membrana:
metodiche di registrazione. Genesi del potenziale di membrana. Conduttanze ioniche e meccanismi di base
della depolarizzazione e iperpolarizzazione. Potenziale di equilibrio degli ioni. Potenziale elettrochimico
Caratteristiche funzionali dei potenziale d'azione nella cellula nervosa, nella cellula muscolare striata e liscia
. Periodo refrattario assoluto e relativo. Modalità di propagazione del potenziale d'azione nei diversi tipi di
fibre nervose. La sinapsi: struttura e funzione. Sintesi e liberazione dei mediatori chimici. Mediatori chimici
eccitatori e inibitori, legame mediatore-recettore e modificazioni della conduttanza ionica della membrana
postsinaptica. Potenziali locali e potenziale soglia. Organizzazione morfo-funzionale dei nervi.
Neurogramma, leggi della conduzione e proprietà delle fibre nervose. Trasmissione dell'impulso dal nervo al
muscolo. La sinapsi neuromuscolare. Potenziale di placca, potenziale d'azione e accoppiamento eccitazionecontrazione. Vulnerabilità della sinapsi neuromuscolare. Organizzazione morfo-funzionale del muscolo
striato e liscio. Meccanismo della contrazione muscolare. Contrazione isometrica e isotonica. Il tetano
muscolare. Concetto di carico e precarico del muscolo. Stato attivo del muscolo, calore, forza, lavoro,
rendimento e fatica. Curve tensione-lunghezza e velocità-carico del muscolo striato e cardiaco. Fisiologia
generale del m. liscio: muscoli lisci unitari e multiunitari. Il tono plastico. Azione dell'acetilcolina, adrenalina
e degli ormoni sulla cellula muscolare liscia. Organizzazione funzionale del sistema nervoso simpatico e
parasimpatico Distribuzione dell'innervazione simpatica e parasimpatica. I mediatori chimici degli impulsi
vegetativi. Centri del sistema nervoso autonomo. I riflessi vegetativi.
LIQUIDI CORPOREI
Distribuzioni dei liquidi nell'organismo, compartimenti intra ed extracellulari, concetto di omeostasi.
Funzioni del sangue. Il plasma e gli elementi figurati. Ematocrito. Elettroliti, proteine e lipidi plasmatici.
Funzioni degli eritrociti e dei globuli bianchi. Formula leucocitaria. Ematopoiesi ed eritropoiesi. Gruppi
sanguigni. L'emostasi. Ruolo delle piastrine nella coagulazione del sangue. Vie intrinseca ed estrinseca della
coagulazione. Gli anticoagulanti
IL SISTEMA ENDOCRINO
Obiettivo generale di apprendimento :Lo studente deve tener conto che i sistemi di controllo che regolano le
funzioni dell'organismo sono essenzialmente il sistema nervoso ed il sistema endocrino. Tuttavia deve saper
differenziare che il sistema endocrino o ormonale utilizzata dei messaggeri chimici prodotti in cellule
specializzate e che riversati nel circolo sanguigno raggiungono gli organi bersaglio dove esercitano una
azione specifica. Lo studente deve ben comprendere che soltanto le cellule che possiedono il recettore
specifico per l'ormone corrispondente possono leggere le informazioni codificate dall'ormone. Per ciascun
ormone deve esser in grado di illustrare adeguatamente i meccanismi di secrezione, il trasporto ematico, gli
effetti sugli organi bersaglio, i meccanismi neuroendocrini che controllano la secrezione, le interazioni
sinergiche e/o antagoniste con altri ormoni. Lo studente deve inoltre ben conoscere le interazioni fra sistema
nervoso ed endocrino nel controllo delle funzioni dell'organismo.
Obiettivi specifici e programma
Sistemi di controllo della funzione corporea: il sistema neuroendocrino. Gli ormoni locali e sistemici quali
messaggeri di informazioni. Chimica degli ormoni e dosaggi ormonali. Origine delle ghiandole a secrezione
interna e classificazione degli ormoni. I recettori ormonali: localizzazione e meccanismo di azione degli
ormoni. I secondi messaggeri. Influenze reciproche dei sistemi nervoso e endocrino sul controllo delle
funzioni corporee. Tipi e localizzazione dei sensori che controllano la increzione degli ormoni. Regolazione
della secrezione ormonale: controllo a feedback, controllo nervoso, controllo cronotropo
Organizzazione funzionale dell'ipotalamo. Relazioni ipotalamo-sistema limbico. I neuroni ipotalamici
peptidergici che controllano la funzione endocrina. Asse ipotalamo ipofisario. Ormoni regolatori ipotalamici
liberanti o inibenti.
I riflessi ipolatamici. Tipi di cellule della adenoipofisi. Classificazione degli ormoni ipofisari. . Attività
biologica degli ormoni dell'ipofisi posteriore: ADH e ocitocina. Stimoli osmotici e non osmotici che
controllano la liberazione di vasopressina.
Ormone somatotropina effetti sullo accrescimento e sul metabolismo. Azione della somatropina sul
metabolismo glucidico, lipidico e proteico. Effetti antiinsulinico e insulinotropo della somatotropina. Le
somatomedine - fattori di crescita insulinosimile IGFI e IGF II. Meccanismi di controllo della liberazione di
somatotropine ipofisarie: le somatoliberine e le somatostatine.
I nuclei ipotalamici coinvolti nella produzione di somatoliberine e di somatostatine Sistemi di controllo a
feed-back. La tiroide. Secrezione degli ormoni tiroidei. Bilancio dello iodio. Captazione, ossidazione ed
organificazione dello iodio. Condensazione dei Mit e dei Dit e formazione del T3 e del T4. Liberazione e
trasporto degli ormoni tiroide. Effetto sul metabolismo, crescita e sviluppo.
Controllo della secrezione e asse ipotamo-ipofisi-tiroide. Organizzazione funzionale delle ghiandole
surrenali. La midolla del surrene. Azione delle catecolamine. I recettori adrenergici. Azione delle
catecolamine sull'apparato cardiocircolatorio. Controllo della secrezione di catecolamine.
Glucocorticoidi, mineral corticoidi e androgeni prodotti dal la corteccia surrenale. Liberazione del cortisolo,
asse ipotalamo-ipofisi-surrene. Azione della corticoliberina e della corticotropina. Controllo a feed back
nella liberazione del cortisolo. Gli ormoni surrenali nel controllo dell'equilibrio idrico salino e del
metabolismo, proteico, lipidico e glucidico.
Azione dell'aldosterone nel controllo dell'omeostasi. Azione permessiva degli ormoni surrenalici. Relazione
fra stress e liberazione di corticosteroidi
Secrezione di aldosterone ed effetti sugli organi bersaglio: controllo della composizione del mezzo interno.
Regolazione nella increzione di aldosterone.
Il pancreas endocrino: tipi di cellule e ormoni secreti. Azioni della insulina. Meccanismi di controllo della
secrezione di insulina. Meccanismi di controllo della secrezione di insulina. Effetti del glicemia e della
aminoacidemia sulla increzione di insulina e di glucagone.
Interazione fra insulina e ormoni ipo e iperglicemizzanti. Azione sinergica con la somatotropina. Azione del
glucagone pancreatico sulle cellule bersaglio. Controllo della secrezione di glucagone. Rapporto Insulina
Glucagone.
Funzioni del calcio e sua omeostasi. Distribuzione nell'organismo. Le paratiroidi. Funzione dell'ormone
paratirina. Azione della paratirina sugli organi bersaglio: osso, intestino e rene. Azione della calcitonina e del
calcitriolo nel controllo della calcemia. Interrelazioni funzionali fra gli ormoni nel mantenimento
dell'omeostasi calcica.
Organizzazione funzionale dell'apparato riproduttore: funzione gametogenica ed endocrina dei testicoli.
Funzione delle cellule del Sertoli e di Leydig nella maturazione degli spermatidi. Meccanismi neurovascolari
dell'erezione e produzione del liquido seminale.
Il testosterone: azione sugli organi sessuali primari e secondari sulla differenziazione cellulare. Meccanismi
di controllo delle funzione testicolari: azione delle follitropina e lutropina . Funzione gametogenica ed
endocrina dell'ovaio. Fasi del ciclo ovarico, uterino e vaginale. Eventi morfologici ed ormonali durante il
ciclo mestruale. Controllo delle gonadotropine del ciclo ovarico. Gli ormoni sessuali femminili. Azione degli
ormoni sui caratteri sessuali primari e secondari ed effetti nel controllo del ciclo ovarico, utero, vagina e
mammella. Relazione fra estrogeni e progesterone nella liberazione di gonadotropine: feed-back lungo e
corto, positivo e negativo. Ormoni prodotti nel corso della gravidanza. Formazione del corpo luteo gravidico
: effetto della coriogonadrotripina. Ormoni placentari nella gestazione. Eventi ormonali precedenti e durante
il parto: funzione dell'ossitocina. Il riflesso di Ferguson. Meccanismi dell'allattamento: mammogenesi,
lattogenesi, galattopoiesi ed eiezione del latte.Azione della prolattina e dell'ocitocina nell'allattamento. I
riflessi neuroendocrini coinvolti nell'allattamento.
APPARATO CARDIO-CIRCOLATORIO
Obiettivo generale di apprendimento:
Lo studente deve comprendere bene le funzioni dell'apparato cardiocircolatorio ponendo al centro l' attività
di pompa del cuore, organo preposto a mantenere attiva la circolazione polmonare e sistemica. Deve inoltre
conoscere le caratteristiche funzionale dei distretti circolatori, le interrelazioni con gli altri sistemi ed apparati
ed i meccanismi di controllo nervoso, umorale e locale della attività cardiaca e vasale.
Programma
I distretti circolatori. Il cuore come pompa aspirante e premente. Il tessuto muscolare, nodale e di
conduzione del cuore. Proprietà funzionali del tessuto cardiaco. La eccitabilità. Caratteristiche dei potenziali
di azione delle cellule nodali e muscolari cardiache: fasi e conduttanze ioniche. Azione della potassemia
sulla eccitabilità miocardica.
Refrattarietà assoluta e relativa delle cellule cardiache. Variazione della eccitabilità in rapporto all'entità del
potenziale di membrana. Extrasistoli e periodo compensatorio.
Ritmicità cardiaca: genesi. Potenziali elettrici delle cellule segnapassi. Origine del prepotenziale e gerarchia
funzione dei segnapassi. Conducibilità delle cellule cardiache. Propagazione dell'impulso negli atri e nei
ventricoli, funzione del tessuto di conduzione e delle vie preferenziali.
Relazione fra potenziale d'azione ed elettrogramma unipolare. Depolarizzazione e ripolarizzazione degli atri e
dei ventricoli. Onde e tratti dell'elettrocardiogramma.
Significato dei potenziali elettrici dell'ECG. Relazione fra vettori cardiaci e potenziali elettrici. Triangolo di
Einthoven: presupposti teorici e applicazioni pratiche. I postulati e la legge di Einthoven.
Derivazioni bipolari degli arti e determinazione dell'asse elettrico medio del cuore. Le derivazioni unipolari
degli arti. Le derivazioni precordiali e loro significato funzionale. Cenni di vettocardiografia.
Meccanica cardiaca. Modalità di contrazione dei ventricoli. Pressioni intracardiache e volume del cuore. Fasi
del ciclo cardiaco. Inizio evento principale e fine di ogni fase del ciclo cardiaco. Ciclo cardiaco e movimenti
valvolari.
I toni cardiaci. genesi dei toni cardiaci: componenti valvolare, muscolare e vascolare. Il secondo tono
cardiaco: caratteristiche. Il fonocardiogramma e focolai di ascultazione. Cenni sui soffi cardiaci.
Effetti del ciclo cardiaco sui vasi arteriosi. Genesi dell'onda sfigmica e modalità di propagazione. Relazione
fra la compliance arteriosa e velocità dell'onda sfigmica. Il polso arterioso: fase catacrotica, anacrotica e onda
dicrota.
Differenze fra polso centrale e periferico. Caratteri del polso. Pressione max, min e differenziale. Concetto di
pressione media. Determinazione della gettata cardiaca: principio di Fick. Consumo di ossigeno e volume
minuto.
Polso venoso. Genesi delle onde registrate alla giugulare e relazione con il ciclo cardiaco. Condizioni che
modificano il ritorno venoso al cuore. Vis a tergo vis a fronte. Gradiente di pressione e pompa muscolare.
Aspirazione sistolica e diastolica. La pompa toraco polmonare. Manovra di Valsalva.
Controllo della gettata pulsatoria : legge del cuore. Relazione lunghezza-tensione. Regolazione omeometrica
ed eterometrica del cuore. Spostamento delle curve di funzionalità ventricolare per effetto nervoso ed
umorale.
La contrattilità miocardica. Controllo tonico e fasico della contrattilità. Indici utilizzati per la valutazione in
vitro e in vivo della contrattilità miocardica. Fattori che influenzano la contrattilità: Meccanismi di
accoppiamento elettromeccanico del muscolo cardiaco. La disponibilità di calcio intracellulare nel controllo
della contrattilità del cuore: regolazione omeometrica.
Relazione tensione lunghezza nel muscolo cardiaco. Il lavoro cardiaco: componenti statici e dinamici.
Relazione fra lavoro/cardiaco e metabolismo del miocardio. Diagramma del lavoro cardiaco in relazione alla
legge del cuore. Distribuzione della gettata cardiaca in condizioni basali e durante l'esercizio fisico.
Concetto di riserva cardiaca: parametri della riserva cardiaca. Controllo estrinseco della attività del cuore:
influenza nervosa e umorale. Innervazione ortosimpatica e parasimpatica: distribuzione nei tessuti cardiaci.
Azione del vago sul cuore: effetti inotropo, cronotropo batmotropo e dromotropo negativi. Il tono vagale
genesi e significato funzionale. Distribuzione e funzione dei pressocettori aortici e carotidei. Il centro
cardioinibitore. Relazione fra pressione arteriosa, attività dei pressocettori, del nervo vago e dei nervi cardiaci
e dei nervi vasocostrittori vasali.
Azione dell'ortosimpatico sul cuore: effetti postivi della attivazione simpatica. Il tono ortosimpatico: genesi.
Il centro cardioacceleratore bulbospinale. Interrelazione fra i centri cardiovasali bulbari e centri nervosi
superiori.
Recettori cardiaci, venoatriali, della rete cardiaca e recettori con fibre simpatiche afferenti. Recettori venoatriali di tipo A e di tipo B. Effetti della stimolazione meccanica dei recettori A e B sulla attività cardiaca e
sul rene nel controllo della pressione arteriosa.
Influenza dei glomi sulla attività cardiocircolatoria. I riflessi cardiaci: il riflesso di Bainbridge e l'aritmia
sinusale respiratoria. Il cuore come ghiandola a secrezione interna, L'atriopeptina nel controllo della volemia
e della pressione arteriosa.
Caratteri funzionali del circolo sistemico : tipi di vasi. Funzione dei vasi a smorzamento, a resistenza, a
scambio e a capacitanza. Area della sezione, velocità, flusso e pressioni nel circolo sistemico e polmonare.
Legge di Poiseuille: validità e limiti.
Concetto di resistenza periferica totale: vasi in serie e in parallelo. Interrelazioni fra i vari fattori che
contribuiscono a determinare la pressione arteriosa. Scambi di liquido a livello dei capillari.
Controllo nervoso, chimico , metabolico e umorale dei vasi sistemici. Nervi vasocostrittori e vasodilatatori:
distribuzione e significato funzionale. Controllo ormonale dei vasi: effetto delle catecolamine. Fisiologia e
distribuzione dei recettori adrenergici. Effetti della adrenalina e della noradrenalina sulla attività cardiaca.
Fattori di rilasciamento endoteliale nel controllo del calibro vasale. Influenza dei metaboliti vasodilatatori nel
controllo locale del flusso di sangue. Centri nervosi di controllo del sistema cardiovasale.
Sistemi di controllo rapido, intermedio e a lungo termine della pressione arteriosa: efficienza dei sistemi di
controllo. Il concetto di guadagno del sistema. Meccanismi nervosi ad azione rapida: riflessi barocettivi e
chemocettivi, risposta ischemica del SNC. Il sistema rene-liquidi corporei nel controllo della pressione.
CIRCOLAZIONE EMATICA NEGLI ORGANI E SISTEMA LINFATICO (CIRCOLAZIONI
SPECIALI)
Obiettivo generale di apprendimento:
Lo studente deve sapere differenziare i caratteri funzionali dei vari distretti circolatori deputati all'irrorazione
di uno specifico organo o tessuto. Deve comprendere i meccanismi e le strategie del controllo del flusso
ematico sugli organi a spiccata peculiarità funzionale.
Programma:
Peculiarità funzionali della circolazione polmonare. Distensibilità del letto vasale del polmone. Il distretto
circolatorio a bassa pressione. Distribuzione del flusso ematico nel polmone in relazione ai movimenti
respiratori. Controllo dei vasi polmonari e fattori chimici. Caratteri generali dell'irrorazione miocardica.
Relazione fra flusso coronarico e ciclo cardiaco. Afflusso ed efflusso coronarico nel cuore di destra e di
sinistra. Relazione fra flusso aortico, pressione e flusso coronarico. Fattori meccanici (autoregolazione),
chimici (metabolici), nervosi e ormonali che regolano i flusso coronarico.
Organizzazione del letto vasale del circolo cerebrale. Caratteri funzionali dei vasi e distribuzione del sangue
nelle regioni cerebrali. Meccanismo metabolico e miogeno dell'autoregolazione del flusso cerebrale.
Controllo nervoso e chimico della circolazione cerebrale. Relazione fra metabolismo e flusso ematico al
cervello. Differenze fra la circolazione fetale e quella dell'adulto. Organizzazione anatomo-funzionale della
circolazione fetale. Relazioni caratteristiche fra pressione, flusso e saturazione percentuale di ossigeno
nell'apparato cardiocircolatorio del feto. Modificazioni circolatorie alla nascita. Organizzazione e funzioni
del sistema linfatico. Composizione della linfa e caratteristiche funzionali dei capillari linfatici. Forze
estrinseche ed intrinseche che controllano la circolazione della linfa. Attività intrinseca del linfangione :
modulazione nervosa e umorale.
METABOLISMO E NUTRIZIONE
Obiettivo generale di apprendimento : Lo studente deve ben conoscere i principi del metabolismo energetico
e della dieta, ed i principali parametri fisiologici.
Obiettivi specifici e programma calendarizzato:
Bilancio energetico e materiale. Calorimetria diretta ed indiretta
Valore calorico degli alimenti. Determinazione del quoziente respiratorio e del metabolismo basale.
metabolismo energetico di attività, composizione della dieta e bisogno calorico giornaliero.
Modalità di esame :orale
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TESTI CONSIGLIATI:
Guyton e Hall_, Fisiologia Medica;
Rindi G . Manni E., Fisiologia Umana
Ganong, Fisiologia Medica
Schmidt, Lang, Thews, Fisiologia Umana
Silverthorn D.U. , Fisiologia, un approccio integrato
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TESTI UTILI PER LA CONSULTAZIONE
Conti F, Fisiologia Medica