Fisiologia

A.A. 2021/2022
11
Crediti massimi
96
Ore totali
SSD
BIO/09
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si pone l'obiettivo di fornire una solida preparazione del funzionamento di organi ed apparati, ma anche una visione integrata di essi, come premessa allo studio delle patologie che possono colpire l'organismo umano. Rigorosa attenzione sarà dedicata alla descrizione dei meccanismi fisiologici a livello cellulare e molecolare quale possibile bersaglio di terapie farmacologiche.
Le conoscenze teoriche e pratiche in campo fisiologico veranno trasmesse attraverso un approccio logico e 'problem solving', più che mnemonico, e utilizzando una terminologia tecnica che permetta agli studenti di colloquiare efficacemente in ambito medico-scientifico e di affrontare il percorso didattico successivo.
Il corso vuole fornire inoltre una preparazione scientifica avanzata mirata a completare la figura professionale stimolando le capacità di informatore sanitario a diretto contatto con il pubblico così che possa diventre un elemento di connessione fra paziente, medico e strutture della salute pubblica, per proporre corretti stili di vita e fornire competenze per la gestione di problematiche di tipo fisiopatologico e/o fisioterapico.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà aver acquisito competenze, di base e avanzate, sul funzionamento dell'organismo in una visione integrata dei meccanismi che lo compongono.
Ci si attende inoltre che il corso sviluppi nello studente:
- abilità e competenze disciplinari e metodologiche che gli consentano di comprendere gli aspetti biologici dei successivi corsi professionalizzanti e affrontare e risolvere problemi logici legati alle necessità biologiche e le loro possibili alterazioni;
- abilità trasversali, quali strategie di studio per un miglioramento dell'apprendimento;
- abilità comunicative e terminologia medico-scientifica appropriata, che gli consenta di costituire un elemento di connessione fra paziente, medico e strutture della salute pubblica.
Programma e organizzazione didattica

Linea AL

Responsabile
Periodo
annuale
In relazione alle modalità di erogazione delle attività formative per l'aa 2021/22 verranno date indicazioni più specifiche nei prossimi mesi, in base all'evoluzione della situazione sanitaria
Programma
I semestre: FISIOLOGIA CELLULARE
1. INTRODUZIONE
Organizzazione dell'organismo umano: cellule, tessuti, organi, sistemi di organi, organismo. Cos'è la fisiologia? Definizione e finalità. Caratteristiche principali di un essere vivente. Compartimenti liquidi nell'organismo e composizione. Omeostasi.
2. MEMBRANE BIOLOGICHE E FENOMENI DI TRASPORTO
Struttura e funzione delle membrane biologiche. Trasporto attraverso le membrane biologiche: Diffusione semplice e legge di Fick. Diffusione facilitata ed Equazione di Michaelis-Menten. Canali ionici, trasportatori e pompe. Trasporti attivi primari: le ATPasi. Trasporti attivi secondari, proprietà e funzione. Trasporti mediati da vescicole. Osmosi: pressione osmotica. Barriere biologiche complesse: epiteli
3. POTENZIALE DI MEMBRANA
Potenziale di membrana a riposo. Potenziali di equilibrio. Legge di Nernst. Equazione di Goldman-Hodgkin-Katz. Conduttanze e canali ionici. Analogo elettrico di una membrana. Tecniche di registrazione extracellulari ed intracellulari.
4. COMUNICAZIONE CELLULARE I: SEGNALI ORMONALI.
Chimica degli ormoni, sintesi e secrezione degli ormoni. Meccanismi di regolazione e modalità d'azione degli ormoni. Interferenti endocrini
5. COMUNICAZIONE CELLULARE II: SEGNALI NERVOSI
Neuroni e cellule gliali. Il potenziale graduato e potenziale d'azione. Generazione e propagazione del potenziale d'azione: basi ioniche e molecolari. Periodo refrattario relativo ed assoluto. Conduzione saltatoria. Potenziali d'azione nelle cellule eccitabili.
Trasmissione sinaptica. Sinapsi elettriche e chimiche. Neurotrasmettitori, recettori ionotropi e metabotropi, trasportatori vescicolari e di membrana. Potenziali postsinaptici eccitatori ed inibitori e integrazione sinaptica. I neuroni sensoriali e il potenziale generatore.
6. FISIOLOGIA DELLA CELLULA MUSCOLARE.
Muscolatura striata scheletrica: fenomeni elettrici e meccanici. Giunzione neuromuscolare. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Meccanismo molecolare della contrazione muscolare. Modulazione della contrazione muscolare. Le fibre muscolari. Contrazioni
Muscolatura cardiaca. Attività elettrica delle singole cellule cardiache e regolazione. Origine del battito cardiaco e propagazione dell'eccitamento. Attività contrattile. Regolazione della frequenza cardiaca. Muscolatura liscia. Accoppiamento eccitazione-contraazione nel muscolo liscio. Meccanismo della contrazione muscolare a livello molecolare, differenze con la muscolatura striata. Classificazione del muscolo liscio
7. LIQUIDI CIRCOLANTI
Il sangue. Plasma: componenti ionici, componenti proteici e non proteici. Elementi figurati: eritrociti, leucociti e piastrine. Il globulo rosso: caratteristiche, composizione, proprietà della membrana e fenomeno di Hamburger. L'emoglobina e il trasporto di O2. La linfa e i linfonodi.

II semestre: FISIOLOGIA GENERALE UMANA
8. FUNZIONI DEL SISTEMA NERVOSO
Cenni di Organizzazione del sistem nervoso centrale e periferico
Funzione sensoriale. I segnali sensoriali. Trasduzione e codifica dell'informazione sensoriale in organi di senso e recettori. Percezione somatosensoriale. La nocicezione e controllo degli stimoli dolorosi.
Vista: richiami di ottica, riflessi pupillari, la retina, i fotorecettori e la fototrasduzione, analisi delle informazioni visive nei circuiti corticali.
Udito: struttura dell'orecchio, richiami di acustica, trasmissione dello stimolo, risposte uditive, elettrofisiologia della coclea, audiogramma.
Funzione motoria. I riflessi semplici. I movimenti volontari. Controllo centrale dell'attività motoria. Ruolo dei nuclei della base e del cervelletto. Neuroni a specchio.
Funzioni complesse: apprendimento e memoria, meccanismi molecolari dell'apprendimento e della memoria, sonno e veglia, il linguaggio, le emozioni.
Fisiologia Integrata Controllo della temperatura corporea
9. FUNZIONE ENDOCRINA
Rapporti ipotalamo-ipofisi, ormoni ipotalamici, della neuroipofisi e dall'ipofisi anteriore.
Gli "assi" endocrini: asse ipotalamo-ipofisi-tiroide, ipotalamo-ipofisi-surreni, ipotalamo-ipofisi-gonadi.
Ormoni tiroidei: sintesi, secrezione, regolazione e azione
Controllo ormonale del metabolismo dei glucidi: insulina e glucagone.
Controllo ormonale dell'omeostasi del calcio e del fosforo: vitamina D, ormone paratiroideo e calcitonina.
Ormoni del surrene e la risposta allo stress
Ormoni sessuali steroidei, determinazione e differenziazione sessuale.
10. CUORE E CIRCOLAZIONE
Struttura del muscolo cardiaco. Ciclo elettrico cardiaco: origine del battito cardiaco e propagazione dell'eccitamento. Ciclo meccanico cardiaco: variazione delle pressioni e volumi cardiaci nelle varie fasi del ciclo cardiaco. La legge di Frank e Starling. Gittata sistolica e gittata cardiaca. Controllo della gittata cardiaca. Il ruolo del sistema nervoso autonomo. Elettrocardiogramma.
La circolazione del sangue: arterie, capillari e ritorno venoso. Idrodinamica della circolazione del sangue. La legge di Laplace, i principi di Bernoulli e di Darcy. La pressione arteriosa. La resistenza periferica: controllo centrale e locale. Il microcircolo e la pressione osmotica/oncotica. Edema e sistema linfatico.
Fisiologia Integrata Controllo integrato della pressione arteriosa.
11. RESPIRAZIONE E TRASPORTO DEI GAS RESPIRATORI
Proprietà dei gas. Polmoni di ventilazione. Meccanica della respirazione. Muscoli respiratori. Surfactante. Spirometria e volumi polmonari. Ventilazione e scambio dei gas. Trasporto dell'ossigeno: emoglobina, curva di dissociazione dell'ossiemoglobina. Trasporto della CO2. Respirazione tissutale.
Fisiologia Integrata Controllo della respirazione.
12. FUNZIONE RENALE
Rene. Nefrone. Circolazione renale. Filtrazione glomerulare (FG). Fattori influenzanti la FG. Misura del flusso di FG. Funzione tubulare. Meccanismi di riassorbimento. Curva di titolazione per il glucosio. Secrezione tubulare. Ansa di Henle. Dotto collettore. Concetto di clearance.
13. INTEGRAZIONE IDRO-SALINA ed EQUILIBRIO ACIDO-BASE
Moltiplicazione in controcorrente. Azione degli ormoni sulla funzione renale. L'ormone antidiuretico. Sistema renina-angiotensina-aldosterone.
Fisiologia Integrata Controllo integrato della concentrazione di Na+, K+ calcio e fosfato.
Fisiologia Integrata Controllo integrato del volume plasmatico e della pressione arteriosa
Fisiologia Integrata Meccanismi per il controllo del pH. Sistemi tampone. Effetti della respirazione sull'equilibrio acido-base. Regolazione renale. Alterazioni dell'equilibrio acido-base: alcalosi ed acidosi.
14. FUNZIONE GASTROINTESTINALE
Meccanica e controllo nervoso dell'attività dell'apparato digerente. Motilità dell'apparato digerente: deglutizione, peristalsi e segmentazione. Secrezioni salivari, gastriche, pancreatiche. Fegato e bile. Cenni sui processi di digestione ed assorbimento di carboidrati, proteine e lipidi. Cenni sui processi di assorbimento di acqua e elettroliti.
Fisiologia Integrata Comportamento alimentare.
PROGRAMMA DELLE ESERCITAZIONI
- Osmolarità e tonicità. Valutazione del potenziale di membrana cellulare. Integrazione sinaptica.
- La pressione arteriosa. Misurazione della pressione arteriosa. Ipertensione
- Funzionalità cardiaca: eletrocardiogramma
- Corso teorico pratico di primo soccorso - Body Life Support and Defibrillation (fBLSD)
Prerequisiti
La buona comprensione degli argomenti del corso è facilitata dalla conoscenza di elementi di chimica generale ed organica, fisica, biologia e anatomia
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni e piattaforme interattive multimediali
Materiale di riferimento
Testi connsigliati
· "Fisiologia Umana, un approccio integrato", D.U. Silverthorn, Casa Editrice Pearson, 2017.
· "Fisiologia: Dalle Molecole ai Sistemi Integrati", Carbone, Aicardi, Maggi, EdiSES, 2018
Testi di consultazione
· "Fisiologia" aut G. Monticelli, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2009
· "Fisiologia" aut. Peres e D'Angelo, Casa Editrice Edi Ermes 2011.
· "Dallo stimolo alla sensazione - Fisiologia degli organi di senso"Gussoni, G. Monticelli e A. Vezzoli, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2006.
· "Fisiologia", R.M. Berne, M.N. Levy, B.M. Koeppen e B.A. Stanton V ed. ital., Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2005
Materiali didattici disponibili sulla piattaforma ARIEL https://cperegofal.ariel.ctu.unimi.it/v5/home/Default.aspx
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova orale, mediante colloquio, sugli argomenti inclusi nel presente programma. Per ogni candidato sono previste 1-2 domande di Fisiologia cellulare, il cui superamento può condizionare il proseguimento della prova, seguite da 2 domande di Fisiologia Generale. La prova si intende superata quando il candidato dimostra di aver acquisito e compreso i meccanismi e le interazioni alla base della fisiologia dell'organismo e non la semplice memorizzazione di dati e dettagli..
Per gli studenti frequentanti è prevista una prova in itinere in forma scritta (con domande aperte e domande a scelta multipla) che verte sulla sola parte di Fisiologia Cellulare. La prova in itinere viene svolta nella pausa didattica di gennaio-febbraio e si intende superata se gli studenti acquisiscono un punteggio di almeno 18/30. In caso di superamento della prova in itinere, al termine del corso, gli studenti sono valutati mediante prova orale sulla sola parte di Fisiologia Generale.
Il voto finale viene calcolato utilizzando la media ponderata (5 CFU per Fisiologia Cellulare e 6 CFU per Fisiologia Generale) delle due votazioni ottenute. La valutazione viene comunicata immediatamente al termine della prova e sottoposta ad accettazione da parte del candidato.
La valutazione prevede un range di valori: minimi (18-23/30) se viene dimostrata una preparazione sufficiente; intermedi (24-27/30) qualora lo studente mostri una buona conoscenza di tutti gli argomenti trattati all'esame; alti (28-30/30) qualora lo studente mostri un'ottima conoscenza di tutti gli argomenti trattati all'esame ed ottime capacità espositive. Allo studente verrà assegnata la lode qualora venga dimostrata anche capacità di approfondimento della materia.
BIO/09 - FISIOLOGIA - CFU: 11
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 80 ore
Docente: Perego Carla

Linea MZ

Responsabile
Periodo
annuale
Programma
PARTE I: FISIOLOGIA CELLULARE
Le Membrane Biologiche
- Meccanismi di passaggio delle sostanze attraverso le membrane biologiche
- Osmosi e pressione osmotica, pressione oncotica
- Diffusione
- Diffusione facilitata
- Trasporti attivi.
I Sistemi Tampone dell'Organismo
- Equazione di Henderson-Hasselbach ed il principio isoidrico.
- Sistemi tampone: bicarbonati, fosfati e proteinati.
- Polmoni e reni come sistemi tampone.
Sangue
- I fluidi dell'organismo.
- Il sangue ed i suoi componenti.
- Gli elementi corpuscolati del sangue.
- Globuli rossi ed emoglobina.
- Piastrine e coagulazione del sangue.
- I globuli bianchi ed il sistema immunitario.
- I gruppi sanguigni.

Conduzione dei Segnali Nervosi
- Cellule del sistema nervoso: neuroni e glia
- Potenziali di membrana e potenziali d'azione.
- Equazioni di Nernst e di Goldman-Hodgkin-Katz.
- La conduzione del segnale nervoso.
- Trasmissione sinaptica.
- Neurotrasmettitori e recettori di membrana.
- Vie di segnale postrecettoriali.
- Ruolo del calcio nella trasmissione sinaptica.
- Potenziali postsinaptici eccitatori ed inibitori.

Fisiologia della cellula Muscolare
- Classificazione dei muscoli: muscolo striato scheletrico, muscolo cardiaco, muscolatura liscia.
- Struttura del muscolo striato scheletrico: il sarcomero.
- La placca neuromuscolare e lo stimolo alla contrazione.
- Meccanismo di contrazione.
- Ruolo dell'ATP e del calcio.
- Meccanismi di contrazione della muscolatura cardiaca e della muscolatura liscia.
- Biofisica della contrazione muscolare.

PARTE II: FISIOLOGIA GENERALE E FISIOLOGIA DEI SISTEMI INTEGRATI (FSI)

Sistema Nervoso
- Fisiologia dell'apparato tegumentario e degli annessi cutanei
- La percezione sensoriale.
- Recettori di senso e modalità di insorgenza della trasmissione sensoriale.
- Progressione delle sensazioni lungo l'apparato sensoriale
- Organi speciali di senso e percezione olfattiva, gustativa, uditiva e visiva.
- Connessioni tra apparato sensoriale ed apparato motore.
- Corteccia sensoriale e corteccia motoria.
- Il sistema nervoso autonomo ed il controllo dell'attività degli organi interni.
- Controllo centrale dell'attività motoria (l'esempio della m. di Parkinson).
- Riflessi spinali e controllo locale dell'attività motoria.
- Livelli superiori di integrazione dei movimenti e della postura: ruolo dell'orecchio interno, dei gangli della base, della formazione reticolare, del cervelletto e della corteccia cerebrale.
- Funzioni superiori della corteccia cerebrale: apprendimento e memoria.
- Elaborazione del pensiero, delle parole e delle immagini.
- Il sonno; ritmi sonno-veglia e disturbi del sonno
- Il sistema limbico, i comportamenti e la vita di relazione.
FSI( Fisiologia dei Sistemi Integrati) - Controllo della temperatura corporea
FSI - Nocicezione e controllo degli stimoli dolorosi

Sistema Endocrino
- Neuroendocrinologia: rapporti ipotalamo-ipofisi, ormoni ipotalamici, della neuroipofisi e dall'ipofisi anteriore.
- Gli "assi" endocrini: asse ipotalamo-ipofisi-tiroide, ipotalamo-ipofisi-surreni, ipotalamo-ipofisi-gonadi.
- Fecondazione e gravidanza, determinazione e differenziazione sessuale, parto ed allattamento.
- Controllo della crescita corporea: l'ormone della crescita ed i fattori di crescita.
- Controllo ormonale del metabolismo dei glucidi: insulina e glucagone.
- Controllo ormonale dell'omeostasi del calcio e del fosforo: vitamina D, ormone paratiroideo e calcitonina.
FSI - Controllo nervoso e ormonale del comportamento sessuale e riproduttivo

Sistema Cardiocircolatorio
- Cuore e ciclo cardiaco.
- Struttura del muscolo cardiaco.
- Conduzione dello stimolo di contrazione nel miocardio.
- Variazione delle pressioni intracardiache nelle varie fasi del ciclo cardiaco.
- La legge di Frank e Starling.
- L'elettrocardiogramma normale.
- Gittata cardiaca e flusso sanguigno.
- Interrelazioni tra flusso, pressione e resistenza.
- La legge di Laplace, i principii di Bernoulli e di Darcy.
- La circolazione del sangue: arterie, capillari e ritorno venoso.
- Pressione osmotica/oncotica ed edema
- Distretti speciali della circolazione: muscoli, arterie coronarie, liquido cerebrospinale e sistema linfatico.
- Controllo della circolazione e della pressione arteriosa.
- Controllo locale del circolo. Controllo centrale e centro vasomotore.

Apparato Respiratorio
- Meccanica respiratoria e volumi polmonari.
- Scambi gassosi a livello degli alveoli polmonari.
- Trasporto nel sangue dei gas respiratori.
- Ruolo dei globuli rossi e dell'emoglobina.
- Curve di dissociazione dell'ossiemoglobina e della carbossiemoglobina.
- Lo scambio dei cloruri.
- L'eliminazione della CO2.
- Controllo locale e centrale dell'attività respiratoria: ruolo del pH, della CO2 e dell'ossigeno.
- I centri bulbari del controllo della respirazione.

Apparato Renale
- Filtrazione renale.
- Calcolo della pressione di filtrazione: ruolo della pressione arteriosa, delle proteine plasmatiche e della pressione della capsula di Bowman.
- La clearance plasmatica. Calcolo della clearance delle sostanze ed analisi della funzionalità renale.
- Calcolo della velocità di filtrazione glomerulare, del flusso plasmatico e del flusso ematico renale.
- Scambi di sostanze lungo i vari tratti del tubulo renale.
- Il tubulo prossimale.
- L'ansa di Henle, i vasa recta ed il meccanismo di concentrazione in controcorrente.
- Il tubulo distale ed il ciclo dell'urea.
- Riassorbimento di acqua ed elettroliti: ruolo dell'ADH e dell'aldosterone.
- L'acidificazione delle urine.
- Controllo dell'attività renale.
- Il sistema renina-angiotensina ed il controllo a lungo termine della pressione arteriosa.
FSI - Controllo nervoso e ormonale del assunzione di acqua

Apparato Digerente
- Meccanica e controllo nervoso dell'attività dell'apparato digerente.
- Aspetti fisiologici del meccanismo di deglutizione.
- Cenni sui processi di digestione delle proteine, dei glucidi e dei lipidi.
- Cenni sui processi di l'assorbimento dell'acqua e degli ioni.
- Le funzioni del fegato e della bile
Prerequisiti
Per la frequenza alle lezioni dell'insegnamento sono richieste buone competenze in matematica, fisica, biologia generale, anatomia e chimica generale. L'ammissione all'esame avviene solo al superamento dei corsi propedeutici.
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni in aula (seminari ed esercitazioni pratiche), verifiche in itinere multimediali.
Materiale di riferimento
Sito ARIEL dell'insegnamento (slides, approfondimenti, lezioni registrate, video ecc.)
http://rmaggif.ariel.ctu.unimi.it/v1/home/Default.aspx

TESTO ADOTTATO (prevede e-book)
Carbone, Aicardi, Maggi FISIOLOGIA: Dalle Molecole ai Sistemi Integrati, EdiSES

TESTI CONSIGLIATI (Per ordine alfabetico degli autori)

Berne & Levy, Fisiologia, CEA
Barman, Barrett, Boitano e Brooks, Fisiologia Medica di Ganon, Piccin
Germann e Stanfield, Fisiolofia Umana, Edises
Guyton e Hall, Fisiologia Medica, Edises
Rhoades e Pflanzer, Fisiologia Umana, Piccin
Rhoades e Tanner, Fisiologia Medica, Edises
Sherwood, Fisiologia Umana dalle Cellule ai Sistemi, Zanichelli
Silverthorn, Fisiologia. Un approccio integrato, CEA
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La prova d'esame consiste in un colloquio sugli argomenti inclusi nel programma del corso.
In particolare, essa sarà articolata in una prima domanda relativa al programma di Fisiologia cellulare (il cui superamento condiziona il proseguimento della prova) e 2-3 domande di Fisiologia Generale.
Sarà concordato annualmente con gli studenti l'eventuale svolgimento di una verifica ufficiale in itinere, al termine del primo semestre, tramite test scritto a risposta multipla, con accettazione non obbligatoria dell'esito espresso in trentesimi. Tale prova comprenderà il programma di Fisiologia cellulare e se superata positivamente, sostituirà la prima domanda della prova d'esame finale.
BIO/09 - FISIOLOGIA - CFU: 11
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 80 ore
Docente: Maggi Roberto
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
martedì, su appuntamento, piattaforma Teams
Via Balzaretti, 9 - piano 4°
Ricevimento:
sempre, previo appuntamento
Dipartimento di Sc. Farmacologiche e Biomolecolari- Via Trentacoste, 2