Fisiologia umana 3 anno

A.A. 2020/2021
9
Crediti massimi
108
Ore totali
SSD
BIO/09
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti gli strumenti scientifici e culturali per conoscere:
a) il funzionamento, in condizioni di normalità, di organi ed apparati del nostro organismo;
b) i meccanismi di controllo omeostatico ed allostatico, l'organizzazione chimico-fisica e quella funzionale dell'organismo;
c) le modalità attraverso le quali si svolgono i rapporti tra l'organismo e l'ambiente.
Risultati apprendimento attesi
Gli studenti:
a) correlano la struttura e la funzionalità normale dell'organismo;
b) conoscono i meccanismi molecolari, cellulari e chimico-fisici che mantengono l'omeostasi dell'individuo;
c) comprendono la capacità dell'organismo di mantenere l'omeostasi interna in modo adattativo rispetto ai continui cambiamenti ambientali.
Programma e organizzazione didattica

Single session

Responsabile
Programma
Programma secondo anno:
Elettrofisiologia cellulare
Origine del potenziale di membrana e modello di Goldman-Hodgking-Katz. I meccanismi di trasporto trans-membrana: canali ionici, pompe e trasportatori. Proprietà della membrana cellulare, risposte passive e attive della membrana delle cellule eccitabili.
Neurofisiologia
Potenziale d'azione neuronale: risposta della membrana assonale, natura delle correnti ioniche, variazioni della conduttanza a sodio e potassio, propagazione dell'impulso nervoso nelle fibre amieliniche e mieliniche. La trasmissione sinaptica: sinapsi chimiche ed elettriche, integrazione e modulazione sinaptica, neurotrasmettitori, secondi messaggeri.
Recettori sensoriali: funzione recettoriale, meccanismo della trasduzione, trasmissione delle informazioni verso il sistema nervoso centrale. Sensibilità somoestesica spinale e trigeminale. Sensibilità tattile discriminativa e propriocettiva: recettori della sensibilità tattile, fusi neuromuscolari e organi muscolo-tendinei di Golgi, risposta dei fusi e degli organi di Golgi, aree corticali somatosensoriali e loro organizzazione, discriminazione dell'intensità, discriminazione spaziale e temporale. Sensibilità termo-dolorifica: termocettori e nocicettori, dolore e sensibilità nocicettiva, vie centrali spinali e trigeminali della sensibilità dolorifica, psicofisica del dolore, integrazione e modulazione del dolore, sistemi antinocicettivi endogeni. Sensibilità acustica: orecchio esterno, trasmissione e amplificazione dei suoni nell'orecchio medio, tonotopia della coclea e stimolazione dei recettori acustici, vie acustiche centrali. Apparato vestibolare: organi recettoriali dell'apparato vestibolare, risposta dell'apparato vestibolare ad accelerazioni lineari e angolari, vie centrali delle afferenze vestibolari. Il sistema visivo: principi di ottica fisiologica, fisiologia della retina, recettori retinici e fototrasduzione, circuiti intraretinici, vie ottiche centrali, elaborazione corticale dell'informazione visiva. La sensibilità gustativa: meccanismi della trasduzione gustativa, vie gustative, psicofisiologia della sensibilità gustativa. Sensibilità olfattiva: trasduzione e codifica degli stimoli olfattivi, vie centrali, psicofisiologia.
Organizzazione del movimento. Muscolatura striata e liscia: basi strutturali e biochimiche della contrazione muscolare, controllo nervoso della contrazione muscolare, trasmissione neuromuscolare, unità motrici ed unità muscolari, relazioni forza-lunghezza e forza-velocità. Attività motorie del midollo spinale e del tronco encefalico: riflessi e automatismi, i movimenti ritmici, locomozione. Controllo posturale: meccanismi nervosi, componente propriocettiva del controllo posturale, componente vestibolare ed interazione tra recettori vestibolari e cervicali, componente visiva, aggiustamenti posturali somatici associati al movimento. Sistema corticospinale: controllo motorio volontario, aree motorie corticali e loro organizzazione, sistemi corticali di controllo motorio. Cervelletto e gangli della base: organizzazione morfofunzionale del cervelletto e dei gangli della base, circuiti neuronali del cervelletto, circuiti neuronali dei gangli della base, effetti di lesioni, funzioni del cervelletto e dei gangli della base.
Sistema nervoso autonomo: sistema orto- e parasimpatico, principi dell'innervazione vegetativa, neuromediatori del sistema vegetativo. Ipotalamo: struttura e funzioni, termoregolazione, ruolo endocrino, regolazione dell'assunzione di cibo, azioni comportamentali, azioni vegetative.
Specializzazione emisferica. Fonazione e linguaggio. Apprendimento e memoria.
Elettroencefalografia e potenziali evocati. Coscienza, vigilanza, fisiologia del ciclo sonno-veglia, ritmi circadiani.

Programma terzo anno:
Principi di biofisica dei fluidi
Concetti di densità, forza, pressione (di riempimento, idrostatica, di propulsione), distensibilità, elasticità, energia statica e cinetica. Relazione pressione-tensione negli organi cavi. Flussi laminari e turbolenza. Flusso e viscosità. Relazione flusso-pressione. Velocità del flusso e resistenza al flusso. Legge di diffusione dei gas.
Sistema cardiocircolatorio
Modello fisico del sistema circolatorio, fluido circolante. Eccitazione e contrazione del cuore: autoritmicità cardiaca, eccitazione del cuore, contrazione del muscolo cardiaco. Principi di elettrocardiografia: registrazione del segnale ECG e sua relazione con i potenziali cardiaci intracellulari, aspetto del segnale nelle diverse derivazioni, significato ed interpretazione dell'ECG. Meccanica cardiaca: richiami di anatomia funzionale del cuore; ciclo cardiaco del cuore sinistro e destro; pressione venosa centrale e ciclo cardiaco; frequenza cardiaca, durata delle fasi e relazione pressione-volume nelle diverse fasi del ciclo. Gittata cardiaca: definizione, variabilità e misura della gittata cardiaca. Sistemi arterioso e venoso: struttura dei vasi arteriosi e venosi, serbatoio elastico arterioso, caratteristiche emodinamiche, controllo nervoso. Capillari, vasi linfatici e bilancio degli scambi capillari: microcircolo capillare, spazio interstiziale, circolo linfatico, filtrazione capillare, analisi e bilancio delle forze di Starling. Circoli distrettuali: esigenze metaboliche e funzioni metaboliche dei tessuti, autoregolazione del flusso. Fisiologia del sangue: generalità e funzioni; volume, composizione e distribuzione del sangue.

Sistema respiratorio
Struttura e funzioni: scambi gassosi e funzioni ausiliarie. Ventilazione polmonare: volumi polmonari e loro misurazione. Meccanica della respirazione: muscoli della respirazione nella inspirazione ed espirazione; proprietà elastiche del polmone, curva pressione-volume, distensibilità e tensione superficiale; agenti tensioattivi; cause di differenze regionali nella ventilazione; proprietà elastiche della parete toracica; resistenza delle vie aeree e pressioni durante il ciclo respiratorio; lavoro della respirazione. Diffusione dei gas: limitazioni della diffusione e perfusione, trasferimento dell'ossigeno e dell'anidride carbonica lungo il capillare polmonare. Trasporto dei gas alla periferia: ossigeno, emoglobina e curva di dissociazione dell'emoglobina, anidride carbonica. Circolazione polmonare: pressioni all'interno e attorno ai vasi polmonari, resistenza vascolare polmonare, misura e distribuzione del flusso sanguigno, vasocostrizione ipossica, equilibrio idrico nel polmone; cause di differenze regionali nella perfusione. Relazioni ventilazione-perfusione: trasporto dell'ossigeno dall'aria ai tessuti, ipoventilazione e shunt, effetto di alterazioni del rapporto ventilazione-perfusione, scambio gassoso regionale del polmone.

Sistema renale
Organizzazione morfo-funzionale e funzioni generali. Filtrazione e riassorbimento renali: pressioni di filtrazione, clearance, misura del flusso plasmatico renale e del filtrato glomerulare, filtrazione glomerulare e trasporto tubulare massimo, meccanismi di autoregolazione. L'apparato juxta-glomerulare. Meccanismi di trasporto tubulare per acqua, elettroliti e sostanze organiche. Funzioni tubulari: tubulo prossimale, ansa di Henle, nefrone distale. Funzioni renali integrate: controllo dell'escrezione sodica, diluizione e concentrazione delle urine, escrezione renale di acidi.

Sistema gastrointestinale
Organizzazione morfofunzionale e innervazione del tratto gastroenterico, ormoni gastrointestinali, motilità, funzioni chimiche, scambio di acqua e molecole. Deglutizione e vomito. La saliva: composizione, volume e funzioni; organizzazione morfo-funzionale delle ghiandole salivari; formazione della saliva primaria; controllo nervoso della secrezione salivare. Digestione gastrica: motilità e secrezione gastriche, azione digestiva del succo gastrico e regolazione della sua secrezione, assorbimento gastrico, meccanismi protettivi della mucosa gastrica. Digestione ed assorbimento intestinali: motilità intestinale, secrezioni digestive e digestione intestinale, assorbimento intestinale, flora batterica intestinale. Principi di nutrizione umana.

Fisiologia integrativa e omeostasi dell'ambiente interno
Controllo della pressione arteriosa: meccanismi nervosi (vie afferenti, centri di integrazione, sistemi efferenti), renali e ormonali. Regolazione della gittata cardiaca e del ritorno venoso.
Controllo della respirazione: controllo centrale, sensori, effettori, risposte integrate.
Termoregolazione.
Controllo di volume e osmolarità dei liquidi corporei: acqua corporea e sue suddivisioni, composizione e osmolarità dei liquidi corporei, omeostasi osmotica e di volume dei liquidi corporei.
Controllo dell'equilibrio acido-base: produzione metabolica di acidi, tamponi fisiologici, bilancio degli idrogenioni, alterazioni dell'equilibrio acido-base e meccanismi di compensazione.
Principi di fisiologia del sistema endocrino: l'asse ipotalamo-ipofisi, funzione tiroidea e surrenale, la regolazione del metabolismo glucidico, la regolazione del metabolismo osseo, fisiologia endocrina della riproduzione.
Principi di fisiologia dello stress.
Principi di neuroimmunologia: la comunicazione bidirezionale tra sistema nervoso e sistema immunitario.
La vita in condizioni di ipo- e iperbaria.
Esercizio fisico e principi di fisiologia dello sport.
Prerequisiti
Le conoscenze acquisite nei corsi di Chimica, Fisica, Biologia, Genetica, Biochimica, Istologia, Anatomia e Basi molecolari della vita.
Metodi didattici
Lezioni frontali (18 CFU)
Materiale di riferimento
Boron WF & Bulpaep EL (2017) Medical Physiology 3rd Ed., Elsevier, Philadelphia (PA), USA (traduzione italiana: Fisiologia Medica III ed., Edra, Milano, 2018)
Purves D et al (2011) Neuroscience 5th Ed., Sinauer Associates Inc., (traduzione italiana: Neuroscienze IV ed. italiana, Zanichelli, Bologna, 2013)
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste di un test scritto e di una parte orale.
Il test scritto comprende 15 "quartine" di affermazioni relative ad un medesimo argomento. Lo studente deve indicare se ritiene ciascuna affermazione vera o falsa. Esempio:
Oggi è:
-una giornata di sole
-il 14 brumaio
-etc
-etc
Le affermazioni possono essere tutte vere o tutte false, indipendentemente le une dalle altre. Ogni risposta sbagliata o mancante rappresenta un errore.
Sette "quartine" verranno presentate al termine del I semestre di lezioni e riguarderanno gli argomenti trattati sino a quel momento; le rimanenti 8 "quartine" riguarderanno gli argomenti trattati nel II semestre del corso e verranno presentate al suo termine, prima dell'esame orale. L'esame orale, integrato, verte su tutto il programma del corso e prevede un colloquio con ambedue i docenti del corso stesso. La valutazione finale terrà conto, in modo integrato, dei risultati ottenuti sia nella parte orale, sia nella parte scritta dell'esame. L'esame orale inizia con la firma del verbale da parte dello studente. Lo studente può ritirarsi in qualsiasi momento della prova. A conclusione della prova, ne viene immediatamente comunicato l'esito Questa comunicazione implica la verbalizzazione dell'esame, che non può venire modificata.
BIO/09 - FISIOLOGIA - CFU: 9
Lezioni: 108 ore
Docente/i
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail
Polo S. Paolo, stanza 7.08, 7°piano, blocco C
Ricevimento:
previo accordo email
Dip. di Scienze della Salute; Az. ospedaliera San Paolo, blocco C, VII piano, stanza 708