Fisiologia umana

A.A. 2019/2020
20
Crediti massimi
248
Ore totali
SSD
BIO/09 MED/26
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso di Fisiologia Umana si compone di due moduli: Fisiologia Umana e Neurologia. L'obiettivo generale del corso è di fornire gli strumenti e le conoscenze per comprendere il funzionamento del corpo umano integrando il livello cellulare, quello dei tessuti, degli organi e degli apparati. Inoltre, attraverso la revisione in un'ottica clinica di alcuni fondamenti di neurofisiologia e dei principi di correlazione anatomo-funzionale del sistema nervoso centrale, saranno forniti dei cenni di semeiotica neurologica.

Il modulo di Fisiologia Umana si propone di fornire le seguenti conoscenze:
- Il concetto di omeostasi: la vita a livello di cellula come di intero organismo si basa sulla capacità di mantenere la costanza di una serie numerosa di parametri fisici (temperatura ad esempio) o chimici (ad esempio, concentrazioni di soluti e substrati) che caratterizzano il cosiddetto "mezzo interno". La profonda comprensione del concetto di omeostasi e dei sistemi di controllo rappresenta un pilastro fondamentale dello studio della fisiologia e della medicina in generale: mantenere l'omeostasi corrisponde con il mantenere la salute.
- Una visione integrata: durante l'insegnamento le singole funzioni vengono separate e dissezionate in modo analitico per approfondirne la conoscenza, ma sono poi riportate al funzionamento integrato della cellula, del tessuto, dell'organo, dell'apparato e alla fine dell'intero individuo. Il processo culmina con lo studio del sistema nervoso e con l'integrazione delle funzioni somatiche con le funzioni cognitive superiori e la coscienza.
- Un approccio quantitativo: la fisiologia si basa sulla misura di parametri funzionali la cui regolazione dipende da sistemi di controllo complessi, dalla temperatura corporea alla glicemia, alla pressione arteriosa. Il corso deve quindi provvedere gli strumenti per la costruzione di modelli quantitativi e la conoscenza approfondita delle tecniche di misurazione empirica.
- Concetto di risposta e di adattamento: le cellule come l'intero organismo possono transitoriamente abbandonare l'omeostasi, anche in condizioni fisiologiche, per far fronte a nuove condizioni dell'ambiente interno o esterno (ad esempio variazioni di temperatura o di disponibilità di ossigeno) o per rispondere a nuove domande funzionali (ad esempio passando dal riposo all'attività fisica).

Le lezioni che avverranno nell'ambito del modulo di Neurologia si incentreranno su una revisione dei fondamenti dell'esame obiettivo neurologico e sulla trattazione dei seguenti argomenti: 1) Sistemi motori; 2) Cervelletto; 3) Linguaggio e funzioni superiori; 4) Coscienza e coma; 5) Semeiotica del sistema nervoso periferico; 6) Tronco encefalico e nervi cranici; 7) Midollo spinale; 8) Semeiotica del sistema nervoso autonomo; 9) Dolore in neurologia.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente dovrà saper utilizzare le nozioni apprese riguardo alle funzioni a livello subcellulare, cellulare, di tessuto e di organo in modo da:
- Poter illustrare il concetto di omeostasi, il range fisiologico di tutti i parametri rilevanti, descrivere i diversi sistemi di controllo e la loro interazione
- Essere in grado di collegare in una visione integrata i processi fisiologici alle diverse scale spaziali e temporali, inclusi quelli che permettono l'emergenza di funzioni complesse (sensoriali, motorie e cognitive)
- Saper inquadrare i processi fisiologici tramite modelli quantitativi e saper valutare in modo critico le metodologie di misura empirica, con particolare riferimento a quelle di rilevanza clinica
- Saper descrivere come cellule e sistemi rispondono in modo adattivo a perturbazioni ambientali e all'esercizio
- Dimostrare di avere acquisito e di saper maneggiare le informazioni acquisite nella campo della fisiologia al fine di impostare il ragionamento clinico come richiesto dagli insegnamenti successivi nel corso di laurea.
- Sapere localizzare un sintomo o segno a livello del sistema nervoso (centrale o periferico, sede a livello degli stessi) e di conoscere i principi anatomo-funzionali dei vari sistemi funzionali neurologici
- Essere preparati dal punto di vista semeiologico alle varie malattie neurologiche trattate nell'insegnamento relativo
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Prerequisiti
Prerequisiti fondamentali sono un'adeguata conoscenza nell'ambito della fisica, della biochimica, dell'istologia e dell'anatomia del corpo umano
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'apprendimento verrà verificato tramite un esame orale che verte su tutto il programma del corso.
Fisiologia umana
Programma
INTRODUZIONE ALLO STUDIO DELLA FISIOLOGIA.
Cenni storici e concetto di ambiente interno. Omeostasi. Meccanismi alla base dell'omeostasi: sistemi di controllo, controllo a feedforward, controllo a feedback, controllo su base riflessa e ritmi biologici.

FISIOLOGIA DEL NEURONE E DELLA SINAPSI
Movimento di molecole e attraversamento delle membrane biologiche. I compartimenti liquidi dell'organismo. Equazione di Teorell e processi passivi: flusso di massa, prima e seconda legge di Fick e diffusione semplice, migrazione in un campo elettrico, permeabilità, sostanze liposolubili e idrosolubili.
Trasporti di membrana. Canali ionici: meccanismi di permeazione, selettività, attivazione, inattivazione e modulazione. Patch-clamp e corrente di singolo canale. Principali tipi di canali ionici e loro funzioni. Processi mediati da un trasportatore: diffusione facilitata, trasporto attivo primario e secondario. Acquaporine. Principi di trasporto attraverso gli epiteli. Osmosi.
Neurone e cellule gliali. Principi organizzativi dei componenti cellulari del sistema nervoso. Neuroni: trasporto assonico, circuiti neuronali fondamentali.
Cellule gliali: astrociti, oligodendrociti, cellule di Schwann, microglia.
Biofisica delle membrane eccitabili. Modello elettrico equivalente. Potenziale di diffusione. Potenziale di equilibrio e legge di Nernst. Equilibrio di Donnan. Equazione di Goldman. Ruolo della pompa Na+/K+. Potenziale di membrana. Potenziale d'azione: correnti ioniche, permeabilità di membrana, correnti di singolo canale, legge del tutto-o-nulla, periodo refrattario. Proprietà passive della membrana e propagazione elettrotonica: effetti della corrente sulla membrana, costante di tempo e costante di spazio. Conduzione del potenziale d'azione nelle fibre amieliniche: relazione fra diametro, costante di spazio e velocità di conduzione. Conduzione saltatoria nelle fibre mieliniche. Velocità di conduzione e classificazione delle fibre nervose.
Trasmissione sinaptica. Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche. La placca neuromuscolare e i meccanismi di rilascio del neurotrasmettitore: ruolo del Ca2+, potenziali di placca in miniatura, meccanismi molecolari del rilascio di neurotrasmettitore, ciclo delle vescicole sinaptiche. I neurotrasmettitori: sintesi, immagazzinamento nelle vescicole, liberazione, rimozione per diffusione, ricaptazione, inattivazione. Differenze funzionali tra neurotrasmettitori di basso peso molecolare e neuropeptidi. I neuromodulatori e i sistemi a proiezione diffusa. Meccanismi postsinaptici: potenziale d'inversione e meccanismi ionici del potenziale di placca e dei potenziali postsinaptici eccitatori e inibitori delle sinapsi centrali. Integrazione dei segnali sinaptici: sommazione temporale e spaziale. Modulazione del rilascio di neurotrasmettitore: potenziale della membrana postsinaptica, potenziamento post-tetanico, inibizione e facilitazione presinaptica. I recettori dei neurotrasmettitori: principi di funzionamento dei recettori canale e dei recettori accoppiati a proteina G. Plasticità sinaptica: LTP, LTD, STDP e plasticità su base omeostatica. Il modello dell'aplysia di Eric Kandel.
FISIOLOGIA DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE
Meccanismo contrattile. Scorrimento dei miofilamenti all'interno del sarcomero. Curva tensione-lunghezza del sarcomero. Ciclo dei ponti trasversali. Accoppiamento eccitazione-contrazione nelle fibre muscolari scheletriche e cardiache: sensore di voltaggio, canale di rilascio del Ca2+, rimozione del Ca2+.
Meccanica della contrazione muscolare. Tensione e carico. Contrazione isotonica e isometrica. Contrazione in allungamento. Scossa muscolare, sommazione e tetano. Fattori che controllano la tensione del muscolo. Curva tensione-lunghezza del muscolo. Curva velocità-forza. Potenza meccanica.
Energetica muscolare. Andamento temporale dell'utilizzo dei substrati energetici. Fatica muscolare. Fibre lente, rapide-resistenti alla fatica, rapide affaticabili. Controllo della forza di contrazione nel muscolo "in toto". Unità motorie. Reclutamento e frequenza di scarica delle unità motorie.
Fisiologia del muscolo liscio. Differenze rispetto al muscolo striato. Muscolo liscio unitario e multiunitario. Modalità di contrazione. Accoppiamento elettro-meccanico e regolazione della contrazione. Meccanismi di controllo. Ciclo dei ponti trasversali e stato "bloccato".
FISIOLOGIA DELL'APPARATO CARDIOVASCOLARE
Organizzazione generale e anatomia funzionale del cuore e dei vasi.
Fisiologia del muscolo cardiaco. Confronto tra muscolo cardiaco, muscolo scheletrico e liscio: potenziale d'azione e periodo refrattario, accoppiamento eccitazione-contrazione, caratteristiche meccaniche. I canali e i recettori di membrana.
I tessuti del cuore: muscolo cardiaco (miocardio), pacemaker e tessuto conduttivo. Le proprietà del cuore: cronotropismo, dromotropismo, inotropismo e batmotropismo.
Il cuore come pompa. Il ciclo cardiaco. Volumi cardiaci. I toni e i soffi cardiaci.
Regolazione del battito cardiaco. Regolazione intrinseca e legge di Starling. Precarico e postcarico. Regolazione estrinseca: regolazione nervosa, umorale e farmacologica. Lavoro cardiaco.
Sistema eccitatorio e conduttivo specializzato del cuore e diffusione dell'impulso.
Elettrofisiologia del cuore: l'elettrocardiogramma normale. Basi fisiche dell'elettrocardiografia (dipolo, campo elettrico, conduttore di volume e conduttore lineare) derivazioni elettrocardiografiche (derivazioni bipolari, unipolari aumentati e precordiali). Analisi vettoriale e interpretazione elettrocardiografica. Aritmie cardiache e loro interpretazione.
Biofisica del sistema circolatorio: arterie, capillari, vene. Flusso, pressione e resistenza vascolare. Elementi di emodinamica. Fisiologia endoteliale.
Regolazione della funzione cardio-vascolare: controllo intrinseco ed estrinseco. Microcircolazione e sistema linfatico. Controllo del flusso sanguigno umorale e locale da parte dei tessuti.
Riflesso barocettoriale e altri riflessi cardiovascolari. Controllo della pressione arteriosa: regolazione a breve, medio e lungo termine. Gittata cardiaca, ritorno venoso e loro regolazione. Controllo della gittata cardiaca.
Circolazione coronarica e altre circolazioni specializzate (circolazione cerebrale e fetale). Adattamenti fisiologici a condizioni specifiche. Fisiologia dell'invecchiamento cardiovascolare.
Fisiologia del sangue. Caratteristiche fisiche, viscosità. Sedimentazione e centrifugazione. VES. Ematocrito e viscosità.
FISIOLOGIA DELLA RESPIRAZIONE
Concetto di respirazione. Respirazione esterna. Polmone come scambiatore di gas. Vie aeree e volume alveolare. Spirometria: volumi e capacità polmonari. Leggi dei gas.
Volumi e capacità polmonari e loro misura. Spirometro. Misura e metodi di misura della capacità funzionale residua.
Ventilazione. Definizione e misura. Ventilazione totale (volume/minuto). Ventilazione alveolare e sua misura. Spazio morto e metodi di misura: metodo di Fowler, metodo di Bohr. Pressioni parziali dei gas nell'aria ambiente e nell'aria alveolare. Equazioni dell'aria alveolare. Iperventilazione ed ipoventilazione. Distribuzione della ventilazione.
Meccanica polmonare. Accoppiamento meccanico torace-polmone, origine della pressione pleurica. Pneumotorace. Volumi di riposo del polmone, del torace e del sistema torace-polmone. Relazione volume-pressione a rilasciamento del torace, del polmone e del sistema torace-polmone. Metodo di misura della compliance. Compliance specifica. Fibre elastiche. Ruolo della tensione superficiale. Il surfattante. Effetto stabilizzante del surfattante.
Resistenze al flusso nell'atto respiratorio. Sede e fattori che determinano la resistenza al flusso nelle vie aeree. Analisi del ciclo respiratorio. Espirazione forzata. Relazioni tra flusso espiratorio e volume. Compressione e dinamica delle vie aeree. Volume di chiusura. Lavoro respiratorio. "Loop" respiratorio.
Diffusione alveolo-capillare. Legge di Fick della diffusione alveolare. Tempo di equilibrio delle pressioni parziali dei gas attraverso la membrana alveolo-capillare. Capacità di diffusione. Circolazione polmonare.
Distribuzione della ventilazione e della perfusione. Rapporto ventilazione/perfusione. Disomogeneità del rapporto ventilazione/perfusione. Curva CO2-O2. meccanismi correttivi della disomogeneità del rapporto ventilazione/perfusione.
Trasporto dell'ossigeno nel sangue. Capacità del sangue per l'ossigeno. Emoglobina. Saturazione dell'emoglobina per l'ossigeno. Curva di dissociazione dell'emoglobina per l'ossigeno ed effetto su essa di pCO2, pH e temperatura. Effetto Bohr. Trasporto della CO2 nel sangue. Capacità del sangue per la CO2. Effetto Haldane.
Omeostasi della [H+] e sua regolazione. Sistemi tampone del sangue: bicarbonati, fosfati, emoglobina, proteine. Equazione di Henderson-Hasselbalch. Diagramma di Davenport. Acidosi ed alcalosi di origine metabolica o respiratoria e loro compenso. Concetto di eccesso di basi.
Regolazione della ventilazione. Localizzazione dei centri respiratori. Tipi di neuroni respiratori. Riflesso di Hering-Breuer. Risposta respiratoria alla CO2, pH, O2. Chemocettori periferici e centrali. Tipi di respiro patologico.
Fisiologia dell'alta quota, acclimatazione, adattamento.
Fisiologia iperbarica. Immersioni in apnea e con attrezzatura. Effetti dell'ossigeno iperbarico. Fisiologia dell'esercizio fisico.
FISIOLOGIA DEL RENE
Introduzione allo studio del rene e sue funzioni principali. Aspetti morfo-funzionali del nefrone. Vascolarizzazione renale. Composizione e escrezione dell'urina.
La filtrazione glomerulare. Barriera di filtrazione. Composizione del filtrato. Forze coinvolte nella filtrazione: pressione netta di filtrazione. Coefficiente di filtrazione. Fattori che influenzano la filtrazione glomerulare.
Il riassorbimento e la secrezione tubulare. Forze coinvolte nel riassorbimento tubulare, pressione netta di riassorbimento. Meccanismi di trasporto paracellulare e transcellulare. Riassorbimento attivo (es. glucosio, aminoacidi, Na+). Riassorbimento passivo (es. urea ed acqua). Secrezione tubulare di cationi ed anioni organici.
Trattamento renale delle varie sostanze filtrate. Clearance renale. Inulina e creatinina, PAI. Parametri di funzionalità renale.
Regolazione della circolazione renale. Pressione media ed autoregolazione. Controllo nervoso simpatico.
Controllo dell'osmolarità extracellulare (Omeostasi osmotica). Volume minimo urinario. Concentrazione dell'urina. Il sistema di moltiplicazione e scambio controcorrente. Controllo osmocettivo della secrezione di ADH. Componente renale del bilancio idrico, regolazione della sete.
Controllo del volume plasmatico. Bilancio del sodio. Eliminazione del sodio tramite la filtrazione e il controllo del riassorbimento tubulare.
Controllo ormonale della funzione renale. Il sistema renina-angiotensina-aldosterone. Atriopeptina. ADH. Paratormone.
Controllo renale dell'equilibrio acido-base. Eliminazione di acidi fissi. Secrezione renale di H+. Riassorbimento di HCO3-. Compenso renale di alterazioni dell'equilibrio acido-base.
Bilancio del K+, del Ca2+, del fosfato e del magnesio.
SISTEMA DIGERENTE
Regolazione nervosa intrinseca (neuroni e glia del sistema enterico) ed estrinseca, endocrina e paracrina (cellule enteroendocrine). Riflessi brevi e lunghi. Regolazione del comportamento alimentare. Attività elettrica: onde lente delle cellule interstiziali di Cajal, potenziali d'azione delle cellule muscolari lisce.
Motilità del sistema gastroenterico. Tipi di motilità: peristalsi, segmentazione ritmica, contrazione tonica degli sfinteri. Retroperistalsi. Controllo del vomito: centri nervosi e stimoli. Masticazione. Deglutizione: fase orale, faringea, esofagea. Onda peristaltica esofagea, peristalsi primaria e secondaria. Motilità gastrica: rilasciamento, pompa antrale e retropulsione a getto, svuotamento. Riflessi inibitori gastrici a partenza da segnali duodenali. Motilità intestinale: interdigestiva (complesso motorio migrante), digestiva (movimenti di segmentazione), movimenti di massa. Valvola ileo-cecale. Motilità del colon: haustrazioni, movimenti di massa, riflesso gastro-colico. Riflesso di defecazione.
Secrezioni del sistema gastroenterico. Bilancio idrico del sistema digerente. Salivazione. Secrezioni gastriche: meccanismi cellulari e regolazione della secrezione acida (fase cefalica, gastrica e intestinale), secrezione mucosa e alcalina (barriera mucosale gastrica), pepsina, lipasi, fattore intrinseco. Secrezioni pancreatiche: componenti acquosa ed enzimatica e loro regolazione. Fisiologia del fegato: secrezione biliare (sali biliari e loro circolazione enteroepatica, fosfolipidi, colesterolo, pigmenti biliari, secrezione canalicolare e duttale, riempimento della colecisti, riassorbimento di acqua ed elettroliti e svuotamento), funzioni metaboliche, di detossicazione ed escrezione di xenobiotici. Secrezioni intestinali.
Digestione e assorbimento. Digestione e assorbimento dei carboidrati, delle proteine, dei lipidi. Assorbimento delle vitamine. Assorbimento degli elettroliti e dell'acqua. Assorbimento di calcio e di ferro. Composizione delle feci.
Circolazione splancnica. Flusso e pressione nel circolo intestinale ed epatico, regolazione metabolica, nervosa e ormonale.
METABOLISMO ENERGETICO
Bilancio energetico. Spesa energetica e dispersione di energia sotto forma di calore. Riserve energetiche. Determinazione del valore energetico dei principi alimentari: bomba calorimetrica, valore calorico fisico, valore calorico fisiologico, coefficiente di assorbimento, valore calorico netto. Determinazione del dispendio energetico: calorimetria diretta e indiretta (termochimica alimentare e respiratoria). Consumo di ossigeno, produzione di CO2, quoziente respiratorio. Determinazione del consumo di proteine dall'azoto ureico. Calcolo delle frazioni glicidica e lipidica.
Metabolismo basale. Determinazione con la calorimetria indiretta in base al solo consumo di ossigeno. Normalizzazione per unità di superficie corporea. Variazioni del metabolismo basale.
Fabbisogno energetico complessivo. Contributi del metabolismo basale, dell'azione dinamico-specifica degli alimenti, delle attività fisiche svolte. Fonti energetiche durante l'esercizio fisico.
FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO
Cenni di anatomia funzionale del sistema nervoso. Concetti di differenziazione e integrazione funzionali. Barriera ematoencefalica e liquido cefalorachidiano.

Fisiologia della sensibilità
Psicofisiologia. Esperienza sensoriale, sensazione e percezione. Stimolo adeguato. Attributi dello stimolo: modalità -sub-modalità e qualità - intensità, durata e localizzazione. Codificazione neuronale degli attributi dello stimolo Legge delle energie specifiche di Müller. Adattamento. Campo recettivo. Convergenza e divergenza. Inibizione laterale. Concetti di soglia e soglia differenziale. Leggi della psicofisica: Weber, Fechner e Stevens. Cenni di Teoria della decisione sensoriale. Meccanocezione, propriocezione, termocezione e nocicezione. Recettori e loro caratteristiche funzionali. Acuità sensoriale e sua misura. Anatomia funzionale del sistema somatosensoriale. Concetto di dermatomero e zona di Head. Sistema delle colonne dorsali-lemnisco mediale. Sistema antero-laterale. Sistema trigeminale. Talamo. Aree somestesiche SI, SII. Somatotopia. Organizzazione colonnare della corteccia somato-sensoriale. Elaborazione dell'informazione tattile.
Fisiologia del dolore. Definizione di dolore. Caratteristiche e componenti della sensazione dolorifica. Algometria. Nocicezione. Anatomia funzionale della nocicezione. Dolore proiettato e dolore riferito. Causalgia e dolore centrale. Sistemi inibenti il dolore: teoria del cancello (gate-control system). Sistemi discendenti. Cenni di terapia del dolore.

Fisiologia della visione
Premesse indispensabili: sistema diottrico dell'occhio (cenni di fisica ottica). Difetti di rifrazione. Aberrazione sferica, cromatica. Diffrazione. Anatomia dell'occhio ed annessi.
Regolazione dell'apparato diottrico. Accomodazione statica e dinamica. Riflesso fotico diretto e consensuale ed il corrispondente circuito nervoso. Pressione intraoculare. Oftalmoscopio.
La retina. Descrizione istologica. Fotorecettori. Differenze funzionali. Fotopigmenti. Fototrasduzione: Corrente al buio. Interazione della luce con il fotopigmento. Potenziale di recettore precoce e tradivo. Ruolo del GMP-ciclico.
Elaborazione del segnale luminoso. Risposta delle cellule bipolari, orizzontali e cellule gangliari. Campi recettivo. Classificazione delle cellule gangliari. Campo visivo e vie visive. Corpo genicolato laterale: suddivisione anatomo funzionale e campi recettivi. Corteccia visiva primaria. Retinotopia. Campi recettivi. Organizzazione funzionale. Colonne di dominanza oculare e di orientamento. Blobs e inteblobs. Sistemi gerarchico in serie e sistemi in parallelo per la percezione della forma, il movimento, la stereopsi ed il colore. Aree visive secondarie. Agnosie visive. La visione dei colori. Difetti della visione dei colori. Psicofisica della visione: adattamento alla luce ed al buio. Acuità visiva. Contrasto simultaneo. Proprietà temporali della trasmissione della retina, frequenza critica di fusione.

Fisiologia dell'udito
Richiami di acustica: Il suono, misure dell'intensità del suono. Il decibel. Psicofisica: soglie psicofisiche, audiogramma e i phon.
Trasmissione dello stimolo sonoro ai recettori cocleari. Trasmissione della vibrazione sonora dalla membrana del timpano alla finestra ovale. Vibrazione dei liquidi endococleari e della membrana basilare. Trasmissione sonora per via ossea.
Trasduzione meccano-elettrica: organo del Corti, recettori colcleari. Elettrofisiologia della coclea a riposo e delle risposte cocleari allo stimolo acustico. Segnali elettrici del nervo acustico. Anatomia funzionale e fisiologia delle vie acustiche: Localizzazione della provenienza del suono. Corteccia uditiva.

Fisiologia del gusto e dell'olfatto
Olfatto: trasduzione dei segnali olfattivi. Adattamento dei recettori olfattivi. Elaborazione dell'informazione sensoriale nel bulbo olfattivo. Corteccia olfattiva.Gusto: trasduzione degli stimoli gustativi. Elaborazione dei segnali nelle gemme gustative. Vie centrali.

Sistema motorio
Introduzione. Tipi di movimento e loro funzioni. Organizzazione generale del sistema motorio e sua organizzazione gerarchica. Generazione dei comandi motori: trasformazioni sensori-motorie, modelli interni, fonti di imprecisione, sistemi di coordinate, schemi motori, controlli a feedforward e feedback, adattabilità.
Midollo spinale. Mielomeri, dermatomeri e miomeri. La via finale comune. Principio di Henneman. Vie discendenti mediali e laterali. Circuiti neuronali dei centri motori spinali. Riflessi spinali. Componenti e adattabilità delle risposte riflesse. Riflesso miotatico (da stiramento). Interneurone Ia: innervazione reciproca e co-contrazione. Fisiologia dei fusi neuromuscolari. Coattivazione alfa-gamma. Attività fusimotoria statica e dinamica. Riflesso miotatico inverso: corpi tendinei di Golgi e interneurone Ib. Circuito inibitore ricorrente di Renshaw. Riflesso flessorio. Riflesso H. Sindrome da sezione del midollo spinale: shock spinale e recupero.
Apparato vestibolare. Trasduzione meccano-elettrica nelle cellule cigliate e ricodifica nelle fibre afferenti. Recettori ampollari: stimolo adeguato, riflesso vestibolo-oculare, stimolazione calorica, head impulse test (HIT). Recettori maculari: stimolo adeguato. Proiezioni dei nuclei vestibolari.
Postura ed equilibrio. Ruolo degli input propriocettivi, vestibolari e visivi. Equilibrio posturale. Risposte posturali.

Aggiustamenti posturali anticipatori. Ruolo delle afferenze sensoriali. Riflessi posturali di origine otolitica, dai propriocettori cervicali e riflessi di raddrizzamento. Vie discendenti laterali e mediali
Effetti di lesioni troncoencefaliche.
Locomozione. Meccanica del passo. Locomozione spinale. Generatori spinali del ritmo locomotorio. Ruolo delle afferenze sensoriali. Controllo sopraspinale della locomozione.
Movimenti oculari. Muscoli estrinseci e assi di rotazione. Micromovimenti. Movimenti saccadici e di inseguimento lento: caratteristiche e centri di controllo. Riflessi vestibolo-oculare e optocinetico: circuiti riflessi e interazione visuo
-vestibolare. Movimenti di vergenza.
Cervelletto. Modelli interni e segnali anticipatori. Fisiologia della cellula di Purkinje, Circuiti locali e microzone. Il cervelletto
come regolatore variabile: apprendimento motorio, ricalibrazione dei riflessi, plasticità sinaptica a lungo termine. Ruoli funzionali di: vestibolocerebello, spinocerebello, corticocerebello. Effetti motori dell'inattivazione. Segni di deficit cerebellare.
Nuclei della base. Vie d'ingresso e d'uscita. Via diretta e via indiretta. Circuiti scheletromotorio, oculomotorio, prefrontale/decisionale, limbico. Striato: organizzazione di afferenze ed efferenze, tipi neuronali. Ruolo dei segnali colinergici e dopaminergici. Conseguenze di lesioni ai nuclei della base. Cenni sul morbo di Parkinson e sulla corea di Huntington.
Controllo corticale del movimento. Proprietà delle vie corticodiscendenti e conseguenze della loro lesione. Area motoria
primaria: rappresentazioni topografiche, codifiche della forza muscolare e della direzione del movimento. Aree premotorie e
loro ruoli funzionali: supplementari motorie (SMA e pre-SMA), cingolata rostrale, premotoria dorsale, premotoria ventrale (neuroni canonici, somatosensoriali, bimodali, neuroni specchio), aree associative parietali.

Sistema nervoso vegetativo
Sistema nervoso autonomo. Organizzazione anatomofunzionale. Sistema ortosimpatico e parasimpatico. Mediatori chimici. Organizzazione dei riflessi vegetativi del midollo spinale. Tono vagale e tono simpatico. Funzioni vegetative del tronco encefalico. Esempio di riflesso vegetativo: riflesso di minzione.
Ipotalamo. Cenni di anatomia. Sistemi afferenti ed efferenti. Ipotalamo ed ipofisi: concetto di neurosecrezione. Ipotalamo e sistema cardiovascolare. Ipotalamo e comportamento.

Fisiologia delle emozioni
Sistema limbico. Organizzazione anatomo-funzionale, afferenze ed efferenze. Emozione e sistema limbico. Teorie di Papez e di McLean. Ruolo dell'amigdala. Motivazioni di base. Termoregolazione, controllo dell'apporto alimentare. Controllo dell'apporto idrico.

Attività elettrica corticale, veglia e sonno, coscienza.
Il talamo e il sistema talamocorticale. EEG, ECoG, MEG. Basi fisiche e biologiche. Metodi di registrazione. Potenziali evocati. Concetti generali sulle tecniche di neuroimaging. Ciclo sonno e veglia. Ritmi circadiani e ritmo sonno-veglia. Fenomenologia del sonno, aspetti EEG e comportamentali. Sonno NREM e sonno REM. Fondamenti anatomici e neurofisiologici del sonno e della veglia: strutture anatomiche e neurotrasmettitori coinvolti. Sostanze endogene ipno-inducenti (cenni). Ipotesi sulle funzioni del sonno. La coscienza e le sue alterazioni fisiologiche e patologiche.

Linguaggio e dominanza emisferica
Origini e sviluppo del linguaggio. Lateralizzazione del linguaggio. Aree cerebrali implicate nel linguaggio. Teorie. Afasie.
Anatomia funzionale del corpo calloso. Pazienti split-brain.
Memoria e apprendimento
Apprendimento associativo e non associativo. Memoria a breve e a lungo termine. Memoria esplicita ed implicita. Ruolo dell'ippocampo. Processo di consolidamento. Analisi dei pazienti Amnesici. Tipi di amnesia e correlato biologico. Meccanismi cellulari e sub-cellulari alla base dei processi più studiati di apprendimento e di memoria. Plasticità neuronale nello sviluppo e nell'adulto.

SISTEMA ENDOCRINO
Principi generali di fisiologia del sistema endocrino. Funzioni del sistema endocrino. Richiami su classificazione, struttura e sintesi degli ormoni. Trasporto degli ormoni nel sangue. Emivita plasmatica e clearance metabolica. Metabolismo e secrezione. Meccanismi d'azione. Segnali che regolano la secrezione ormonale e asse ipotalamo-ipofisario. Regolazione endocrina del metabolismo organico. Cenni di funzionamento dei principali sistemi ormonali. Controllo endocrino dell'omeostasi del calcio e del fosfato.

TERMOREGOLAZIONE
Richiami di fisica: principi di trasmissione del calore. Regolazione della temperatura corporea.
Metodi didattici
Il corso si avvale di lezioni frontali in cui le conoscenze fondamentali per ogni argomento della fisiologia vengono presentate agli studenti. Il coinvolgimento degli studenti viene favorito anche tramite la lettura critica di articoli scientifici su argomenti selezionati. Inoltre, i docenti si avvalgono di simulazioni al computer per insegnare gli elementi fondamentali dei modelli matematici che descrivono il funzionamento del singolo neurone o di reti di neuroni. Infine, tramite una serie di esercitazioni pratiche, per insegnare i rudimenti delle tecniche di elettrofisiologia umana (EEG, EMG, potenziali evocati, TMS e TMS-EEG).
Materiale di riferimento
- Fisiologia medica - Seconda Edizione - Volumi 1 e 2 - Autori Vari a cura di F. Conti - Edi Ermes 2010
- Fisiologia umana - Prima edizione - Volume unico a cura di F. Grassi, D. Negrini, C. A. Porro - Poletto Editore 2015
- Principles of neural science - edited by E. R. Kandel, J. H. Schwartz, T. M. Jessell, S. A. Siegelbaum, A.J. Hudspeth - McGraw Hill 2012
- Neuroscienze. Esplorando il cervello - di M. F. Bear, B. W. Connors, M. A. Paradiso - edizione italiana a cura di A. Angrilli, C. Casco, A. Maravita, M. Oliveri, E. Paulesu, L. Petrosini, B. Sacchetti - Edra 2016
- Neurofisiologia: eccitabilità cellulare - di P. Cavallari - Piccin 2019
Neurologia
Programma
Il corso si basa su una forte integrazione di diverse discipline, pertanto il programma delle singole discipline non può essere estratto dal programma dell'intero corso riportato nel modulo di Neurologia.
Metodi didattici
Il corso si avvale di lezioni frontali in cui le conoscenze fondamentali per ogni argomento della fisiologia vengono presentate agli studenti. Il coinvolgimento degli studenti viene favorito anche tramite la lettura critica di articoli scientifici su argomenti selezionati. Inoltre, i docenti si avvalgono di simulazioni al computer per insegnare gli elementi fondamentali dei modelli matematici che descrivono il funzionamento del singolo neurone o di reti di neuroni. Infine, tramite una serie di esercitazioni pratiche, per insegnare i rudimenti delle tecniche di elettrofisiologia umana (EEG, EMG, potenziali evocati, TMS e TMS-EEG).
Materiale di riferimento
Principles of neural science - edited by E. R. Kandel, J. H. Schwartz, T. M. Jessell, S. A. Siegelbaum, A.J. Hudspeth - McGraw Hill 2012
- Neuroscienze. Esplorando il cervello - authored by M. F. Bear, B. W. Connors, M. A. Paradiso - italian version edited by di A. Angrilli, C. Casco, A. Maravita, M. Oliveri, E. Paulesu, L. Petrosini, B. Sacchetti - Edra 2016
- Neurofisiologia: eccitabilità cellulare - authored by P. Cavallari - Piccin 2019
Moduli o unità didattiche
Fisiologia umana
BIO/09 - FISIOLOGIA - CFU: 18
Didattica non formale: 32 ore
Lezioni: 192 ore

Neurologia
MED/26 - NEUROLOGIA - CFU: 2
Lezioni: 24 ore

Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento da richiedere via e-mail
Ospedale L. Sacco - Neurologia
Ricevimento:
Martedì 10:00-12:00
Palazzina LITA 5° piano via GB Grassi 74 Milano
Ricevimento:
inviare email a laura.ferradini@istituto-besta.it
Istituto Neurologico "Carlo Besta"
Ricevimento:
Informazioni aggiornate sul ricevimento studenti sono riportate nel sito del docente, nell'area per la didattica on-line del portale di Ateneo
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail
Padiglione LITA, Ospedale L. Sacco
Ricevimento:
previo appuntamento e-mail
ufficio presso Direzione UOC Neurologia
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail
Padiglione LITA 5 piano, Dipartimento di Scienze Biomediche e Cliniche "L. Sacco". Via G.B. Grassi 74