Testi del Syllabus
Resp. Did.
RIVOLTA ILARIA
Anno offerta:
2017/2018
F0901D044 - FISIOLOGIA INTEGRATA:DALLE CELLULE AI
SISTEMI
F0901D - BIOTECNOLOGIE MEDICHE
Insegnamento:
Corso di studio:
Matricola: 001803
Anno regolamento: 2017
CFU:
6
Anno corso:
1
Periodo:
Primo Semestre
Testi in italiano
Contenuti
Il corso fornisce allo studente le nozioni indispensabili inerenti le funzioni
vitali dell'uomo. Analizza i meccanismi inerenti l’eccitabilità cellulare,
l’interazione tra cellule eccitabili, e la motilità cellulare. Analizza la
fisiologia dei sistemi sensoriali e del controllo motorio e i principi
fondamentali della coscienza nell’uomo e delle funzioni integrative
dell’encefalo, apprendimento e memoria. Il programma affronta inoltre la
fisiologia
del
SNC
e
SNP,
della
respirazione,
dell’apparato
cardiocircolatorio, dell’apparato gastroenterico, renale e infine dei
principi di endocrinologia generale.
Testi di riferimento
Suggeriamo alcuni testi, precisando che lo studente potrà adottare il
testo che meglio gli permetterà di formarsi una solida conoscenza della
materia, e che può non corrispondere ad alcuno dei testi sottoelencati. L.
SHERWOOD, Fondamenti di Fisiologia Umana, Piccin R. KLINKE, H.C.
PAPE, A: KURTZ, S. SILBERNAGL, Fisiologia, EdiSES A.C. GUYTON & J.E.
HALL, Trattato di Fisiologia medica, Piccin D.U. SILVERTHORN, Fisiologia,
Un approccio integrato, Casa Editrice Ambrosiana W.J. GERMAN & C.L.
STANFIELD, Fisiologia Umana, EdiSES
Obiettivi formativi
Il corso è finalizzato alla comprensione delle conoscenze fisiopatologiche
utile nella preparazione di un biotecnologo medico.
Metodi didattici
Lezioni frontali.
Modalità di verifica
dell'apprendimento
Scritto con orale a discrezione del docente
Programma esteso
Fisiologia della cellula nervosa e muscolare - Il sistema nervoso
Eccitabilità cellulare Membrana plasmatica, eccitazione e conduzione.
Permeabilità, diffusione, osmosi, trasporti attivi e passivi attraverso la
membrana. Canali ionici. Equilibrio elettrochimico ed equazione di Nernst.
Potenziale di membrana a riposo. La pompa Na+/K+. Proprietà elettriche
passive della membrana. Potenziale d’azione: genesi, basi ioniche e
proprietà. Conduzione del potenziale d'azione nelle fibre nervose
amieliniche e mieliniche. Classificazione delle fibre nervose. Interazioni
elementari tra cellule eccitabili. La sinapsi. Concetti generali sulla
trasmissione sinaptica. La giunzione neuromuscolare. La sinapsi centrale.
Eventi elettrici nei neuroni postsinaptici. Integrazione neuronale degli
input sinaptici: sommazione spaziale e temporale. Neurotrasmettitori,
agonisti e antagonisti nel Sistema Nervoso Centrale.
Fisiologia del muscolo Il muscolo striato. Struttura dell’apparato
contrattile. Il sarcomero: proteine contrattili e proteine regolatrici.
Accoppiamento eccitazione-contrazione: ruolo dello ione Ca2+. Basi
molecolari della contrazione. Meccanica della contrazione. Scossa e
tetano. Contrazione isotonica ed isometrica. Relazioni tensione-lunghezza
e forza-velocità. Classificazione delle fibre muscolari scheletriche.
Caratteristiche biochimiche, metaboliche ed istologiche dei diversi tipi di
fibre muscolari. Definizione e classificazione delle unità motorie.
Regolazione della produzione di forza mediante variazione della
frequenza di scarica e reclutamento delle unità motorie. Il muscolo liscio.
Accoppiamento tra cellule muscolari lisce: muscolo unitario e multi
unitario. Sistemi sensoriali: organizzazione e meccanismi generali. I
recettori sensoriali: definizione e classificazione dei recettori. Trasduzione
e codificazione del segnale. Stimolo adeguato. Adattamento. Campi
recettivi. Dimensioni della sensazione: modalità, localizzazione, intensità,
durata. Sensibilità somatica: tatto, propriocezione, termocezione, dolore.
Vie ascendenti della sensibilità somatica: sistema colonne dorsalilemnisco mediale; sistema antero-laterale (tratto spino-talamico).
Corteccia somatosensoriale. Il dolore. Nocicettori: distribuzione
anatomica, meccanismi di attivazione e sensibilizzazione, Nocicettori
somatici, profondi e viscerali. Vie centrali della sensibilità dolorifica.
Sistemi antinocicettivi endogeni: meccanismi spinali di modulazione;
sistemi inibitori discendenti e sovraspinali. Funzioni motorie del tronco
dell'encefalo e della corteccia cerebrale. Le risposte riflesse, attività
ritmiche e movimenti volontari. Sistemi sensorimotori: controllo della
postura corporea e del movimento. Riflesso miotatico, riflesso miotatico
inverso; riflessi spinali. riflessi vestibolari e cervicali. Cervelletto e Gangli
della base. Il controllo dell’equilibrio. Sistema Nervoso Centrale. Principi
fondamentali della coscienza nell’uomo: funzione di base del sistema
nervoso, funzioni integrative dell’encefalo: il sistema limbico,
apprendimento e memoria, la plasticità sinaptica. Veglia e sonno: i ritmi
cerebrali nel profilo dell’elettroencefalogramma Udito e linguaggio: la
comunicazione verbale nell’uomo. Sistema visivo Sistema nervoso
autonomo. Sistema ortosimpatico e parasimpatico. Mediatori chimici.
Organizzazione dei riflessi vegetativi. Funzioni vegetative del tronco
encefalico. Centri nervosi di controllo delle funzioni viscerali. Apparato
cardiovascolare Il miocardio. Attività elettrica del cuore: il potenziale
d’azione cardiaco; automatismo nel cuore. Regolazione della frequenza
cardiaca La pompa cardiaca Controllo della gittata cardiaca Emodinamica
Il sistema arterioso: la pressione arteriosa e il suo controllo Ma
microcircolazione e il sistema linfatico La circolazione periferica e il suo
controllo La circolazione coronarica Fisiologia della respirazione Polmone
come scambiatore di gas. Spirometria: volumi e capacità polmonari.
Ventilazione. Spazio morto. Meccanica polmonare. Accoppiamento
meccanico torace-polmone; origine della pressione pleurica negativa;
Pneumotorace. Relazione volume-pressione a rilasciamento del torace,
del polmone e del sistema torace-polmone. Ruolo della tensione
superficiale. Surfactante. Ventilazione e perfusione. Circolazione
polmonare. Fattori che determinano la non uniformità della perfusione
sanguigna nel polmone. Rapporto ventilazione-perfusione. Diffusione e
trasporto dei gas respiratori nel sangue. Scambi gassosi alveolo-capillari.
Capacità di diffusione del polmone. Capacità del sangue per l’O2.
Emoglobina. Curva di dissociazione dell’emoglobina per l’O2. Influenze di
PCO2, pH e temperatura su detta curva. Trasporto della CO2 nel sangue.
Capacità del sangue per la CO2. Regolazione della ventilazione.
Localizzazione dei centri respiratori. Riflesso di Hering-Breuer. Risposta
respiratoria alla CO2, pH, O2. Chemocettori periferici e centrali.
Regolazione respiratoria dell’equilibrio acido-base. Tamponi del sangue:
bicarbonati, fosfati, proteine. Diagramma di Davemport. Acidosi ed
alcalosi metabolica e respiratoria e loro compensi. La funzione renale.
Fisiologia dei fluidi e dell’osmolarità corporea Struttura funzione dei reni
La filtrazione glomerulare e flusso ematico renale. Meccanismi di
trasporto renali: Riassorbimento e secrezione Regolazione del bilancio di
NaCl Regolazione del bilancio del potassio Regolazione renale del bilancio
acido-base Regolazione dell’omeostasi del calcio e del fosfato. La
funzione gastro-intestinale Neurobiologia del gusto: processi di
trasduzione
del
segnale
Peptidi
gastrointestinali:
Gastrina,
Colecistochinina, Somatostatina, and Ghrelina Fattori di crescita del
tratto
gastrointestinale
Regolazione
nervosa
dell’attività
gastrointestinale: il sistema nervoso enterico e il sistema nervoso
autonomo. Fisiologia cellulare della muscolatura liscia del tratto
gastrointestinale Organizzazione e elettrofisiologia delle cellule
interstizioali di Cajal Motilità e secrezione nell’esofago, stomaco e
intestino Le giunzioni occludenti e la barriera intestinale La secrezione
salivare e la sua regolazione La secrezione gastrica e la sua regolazione
Fisiologia della secrezione pancreatica e sua regolazione Formazione
della bile e circolazione enteroepatica Digestione e assorbimento degli
zuccheri Digestione e assorbimento delle proteine Digestione e
assorbimento degli acidi grassi e formazione dei chilomicroni Trasporto
d’acqua nel tratto gastrointestinale Canali ionici nell’epitelio del tratto
gastrointestinale Meccanismo molecolare del trasporto di calcio, fosfato e
magnesio Meccanismo di trasporto dello ione ferro Controllo
dell’alimentazione Fisiologia endocrina Endocrinologia generale: cosa
sono gli ormoni, a cosa servono, dove vengono prodotti Sistema
ipotalamo-ipofisi
Sistema
ipotalamo-ipofisi-surrene:mineraloe
glucorticoidi Sistema ipotalamo-ipofisi-tiroide Le isole pancreatiche:
Testi in inglese
Contenuti
The course provides students with the necessary concepts in the human
vital functions. Examines the mechanisms inherent in cell excitability, the
interaction between excitable cells, and cell motility. Examines the
physiology of sensory systems and motor control, and the fundamental
principles of human conscience and the integrative functions of the brain,
learning and memory. The program also addresses the physiology of the
CNS and PNS, the breathing, the cardiovascular system, gastrointestinal
tract, kidney, and finally the principles of general endocrinology.
Testi di riferimento
We suggest some texts, stating that the student can take the text that
best allow him to form a solid knowledge of the subject, and that can not
be blocked by any of the texts listed below. L. SHERWOOD, Fondamenti
di Fisiologia Umana, Piccin R. KLINKE, H.C. PAPE, A: KURTZ, S.
SILBERNAGL, Fisiologia, EdiSES A.C. GUYTON & J.E. HALL, Trattato di
Fisiologia medica, Piccin D.U. SILVERTHORN, Fisiologia, Un approccio
integrato, Casa Editrice Ambrosiana W.J. GERMAN & C.L. STANFIELD,
Fisiologia Umana, EdiSES
Obiettivi formativi
The course is aimed at understanding the pathophysiological knowledge
useful in the preparation of a medical biotechnologist
Metodi didattici
Lectures.
Modalità di verifica
dell'apprendimento
Written with oral at the discretion of the teacher
Programma esteso
Physiology of nerve and muscle cell - The nervous system Cell excitability
Plasma membrane. Permeability, diffusion, osmosis, active and passive
transport across the membrane. Ion channels. Nernst equation. Resting
membrane potential. The Na + / K +. passive electrical properties of the
membrane. Action Potential: genesis, bases and ionic properties.
Conduction of the action potential in myelinated and myelinated nerve
fibers. Classification of nerve fibers. Elementary interactions between
excitable cells. The synapse. General concepts on synaptic transmission.
The neuromuscular junction. The central synapses. Electrical events in
the postsynaptic neurons. Neuronal integration of synaptic inputs: spatial
and temporal summation. Neurotransmitters, agonists and antagonists in
the Central Nervous System. Muscle physiology The striated muscle.
contractile apparatus structure. The sarcomere: contractile proteins and
regulatory proteins. Excitation-contraction coupling: the role of Ca2 +.
Molecular basis of contraction. Mechanical contraction. Shock and
tetanus. Isotonic and isometric contraction. Relations voltage-length and
force-velocity. Classification of skeletal muscle fibers. biochemical
characteristics, metabolic and histological the different types of muscle
fibers. Definition and classification of motor units. Adjusting the force
production by varying the firing rate and recruitment of motor units. The
smooth muscle. Coupling of smooth muscle cells. Sensory systems:
general organization and mechanisms. The sensory receptors: the
definition and classification of receptors. Transduction and coding of the
signal. Adequate stimulation. Adaptation. receptive fields. Dimensions of
sensation: mode, localization, intensity, duration. Somatic sensibility.
Ascending pathways of somatic sensation: the dorsal column-medial
lemniscus system; anterolateral system (spinal-thalamic tract).
Somatosensory cortex. Pain. Nociceptors: anatomical distribution,
activation and sensitization mechanisms, Nociceptors somatic, deep and
visceral. central streets of pain sensitivity. antinociceptive endogenous
systems: spinal modulation schemes; and supraspinal descending
inhibitory systems. Motor functions of the brainstem and cerebral cortex.
The reflex responses, rhythmic activities and voluntary movements.
Sensorimotor systems: control of body posture and movement. Stretch
reflex, inverse stretch reflex; spinal reflexes. cervical and vestibular
reflexes. Basal ganglia and cerebellum. The balance control. Central
nervous system. fundamental principles of human consciousness: the
basic function of the nervous system functions Integrative brain: the
limbic system, learning and memory, synaptic plasticity. Wakefulness and
sleep: the brain rhythms profile electroencephalogram Hearing and
language: verbal communication in humans. visual system Autonomic
nervous system. sympathetic and parasympathetic system. chemical
mediators. Organization of autonomic reflexes. vegetative brain stem
functions. nerve centers of visceral functions. Cardiovascular system The
myocardium. electrical activity of the heart: the cardiac action potential;
automatism in the heart. Regulation of heart rate The heart pump Control
of cardiac output Hemodynamic The arterial system: blood pressure and
its control But micro-circulation and lymphatic system Peripheral
circulation and its control The coronary circulation Respiration Lung as
gas exchanger. Spirometry: volumes and lung capacity. Ventilation. Dead
space. Pulmonary mechanics. mechanical coupling chest-lung; origin of
pleural negative pressure; Pneumothorax. Report volume-pressure
relaxation of the chest, lung and chest-lung system. Role of surface
tension. Surfactant. Ventilation and perfusion. pulmonary circulation.
Factors that determine the non-uniformity of the blood perfusion in the
lung. ventilation-perfusion mismatch. Diffusion and transport of
respiratory gases in the blood. alveolar-capillary gas exchange. Ability to
spread the lung. ability of the blood to the O2. Hemoglobin. hemoglobin
dissociation curve to the O2. Influences of PCO2, pH and temperature on
this curve. Transport of CO2 in the blood. Blood capacity for CO2. the fan
setting. Localization of the respiratory centers. Hering-Breuer reflex.
respiratory response to CO2, pH, O2. peripheral and central
chemoreceptors. Respiratory acid-base regulation. blood swabs,
bicarbonates, phosphates, proteins. Diagram of Davenport. Acidosis and
metabolic alkalosis and respiratory and their compensation. The renal
function. Physiology of body fluids and osmolarity Kidney function
structure The renal blood flow and glomerular filtration. Renal transport
mechanisms: reabsorption and secretion Renal regulation of acid-base
balance Regulation of homeostasis of calcium and phosphate. The gastrointestinal function Neurobiology of taste: signal transduction processes
Gastrointestinal peptides: gastrin, cholecystokinin, somatostatin, and
Ghrelin Factors of the gastrointestinal tract growth nervous regulation of
gastrointestinal: the enteric nervous system and the autonomic nervous
system. Cellular Physiology of the smooth muscles of the gastrointestinal
tract Organization and electrophysiology of interstizioali cells of Cajal
Motility and secretion into the esophagus, stomach and intestines The
occluding junctions and the intestinal barrier Salivary secretion and its
regulation The gastric secretion and its regulation Physiology of
pancreatic secretion and its regulation Formation of bile and
enterohepatic circulation Digestion and absorption of sugar Digestion and
absorption of proteins Digestion and absorption of fatty acids and
formation of chylomicrons Water transport in the gastrointestinal tract ion
channels in the epithelium of the gastrointestinal tract Molecular
mechanism of transport of calcium, phosphate and magnesium the
transport mechanism of the iron ion power control endocrine physiology
Endocrinology General: What are the hormones, what they are, where
they are produced hypothalamus-pituitary system hypothalamicpituitary-adrenal
system:
mineralogical
and
glucocorticoids
Hypothalamic-pituitary-thyroid system Pancreatic islets: insulin and
glucagon
