FISIOLOGIA I - canale 1

Obiettivi formativi

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Fornire le conoscenze dei meccanismi fisico-chimici e delle basi molecolari dei processi fisiologici cellulari fondamentali, quali la polarizzazione elettrica della membrana a riposo, la genesi del potenziale d’azione (eccitabilità), la comunicazione fra cellule a mezzo di sinapsi, la contrazione muscolare, la trasduzione di stimoli fisiologici in segnali elettrici da parte delle cellule recettoriali dei sistemi sensoriali, utili alla professione medica.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Lezioni frontali

Prerequisiti richiesti

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Conoscenze di Chimica, Fisica, Anatomia e Biochimica

Frequenza lezioni

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Obbligatoria

Contenuti del corso

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  La cellula come sistema integrato

  Equilibrio dinamico, compiti della cellula, la cellula come sistema termodinamico, la cellula come sistema chimico, scambi attraverso le membrane di gas e soluti (legge di Fick, diffusione passiva, diffusione facilitata, diffusione regolata, trasporto attivo primario e secondario), omeostasi, regolazione delle funzioni cellulari.

  Compartimenti idrici ed omeostasi

  I grandi compartimenti idrici

  Il compartimento extracellulare e quello intracellulare. Loro dimensione volumetrica e metodi usati per la determinazione. Scambi di acqua e di elettroliti attraverso le membrane biologiche. Gradiente di concentrazione e gradiente elettrochimico.

  La pressione osmotica

  Definizione, unità di misura, valore plasmatico. Le soluzioni fisiologiche, isotoniche ed isoosmotiche, ed il loro impiego. La pressione colloidoosmotica e oncotica: valore plasmatico e sue oscillazioni. Conseguenze delle variazioni della pressione oncotica plasmatica. Il bilancio dell’acqua e dei sali.

  Canali ionici e potenziale di membrana

  Canali ionici: canali ionici voltaggio-dipendenti (sodio, potassio, calcio, cloro), canali chemiodipendenti, canali meccanosensibili, patch clamp, canali ionici attivati dalla fosforilazione, canali ionici attivati da onde elettromagnetiche. Le canalopatie.

  Eccitabilità cellulare: polarizzazione della membrana cellulare (distribuzione ionica ai due lati della membrana e sua genesi). Caratteristiche e genesi dei potenziali (potenziale di membrana, potenziali graduati, potenziali in miniatura, potenziali d’azione). Tecnica per la derivazione degli eventi bioelettrici. Ripolarizzazione della membrana, ciclo di eccitabilità e misura dell’eccitabilità della membrana. Metodi per la stimolazione elettrica dei tessuti eccitabili. Tipo di corrente e parametri dello stimolo. Legge del “tutto o nulla”. La conduzione dell’eccitamento lungo le membrane eccitabili. Propagazione punto a punto e conduzione saltatoria.

  Il sistema nervoso: generalità

  La trasformazione dello stimolo in evento bioelettrico. I recettori: classificazione, modalità di operazione e adattamento. L’informazione codificata come sequenza di scarica. Le fibre nervose. Il neurone come unità morfologica, funzionale, biochimica e trofica del sistema nervoso. I flussi assoplasmatici. La glia.

  La glia. Macrologia e micrologia. La sintesi della mielina sia a livello centrale che periferico.

  Trasmissione sinaptica

  Interazione tra elementi eccitabili. La trasmissione dell’eccitamento a livello sinaptico. Fenomeni chimici ed elettrici nella regione sinaptica. L’eccitamento e l’inibizione. Integrazione sinaptica. Giunzione neuromuscolare, trasmissione sinaptica nel SNC.

  Neurotrasmettitori: I mediatori chimici (trasmettitori) e loro riconoscimento. Liberazione e secrezione dei neurotrasmettitori, ciclo del neurotrasmettitore, ciclo della vescicola sinaptica, Recettori ionotropici e metabotropici.

  Plasticità sinaptica

  Sinaptogenesi, legge di Hebb, plasticità̀ a breve e a lungo termine (long-term potentiation e long-term depression).

  Muscoli scheletrici e viscerali

  Muscoli scheletrici. Il sarcomero ed il meccanismo contrattile. Energetica muscolare. Fatica muscolare. Contrazione isometrica ed isotonica. Diagramma lunghezza-tensione. Scossa semplice, tetano muscolare. Produzione di calorie. Il lavoro muscolare, il rendimento muscolare. Il metabolismo durante e dopo la contrazione muscolare. Innervazione dei muscoli scheletrici. Elettromiogramma.

  Muscoli lisci. Generalità, struttura, meccanismi di contrazione, regolazione della contrazione, biomeccanica.

  Principi di Emodinamica ed Emoreologia

  Considerazioni generali sulla circolazione

  Entità e velocità del flusso nei vari distretti del sistema vascolare.

  Flusso ematico

  Fattori fisici che influenzano il flusso ematico. Principio di Bernoulli e piezometria. Pressione, resistenza e flusso: legge di Hagen-Poiseuille. Viscosità: relazione tra viscosità ed ematocrito. Turbolenza. Legge di Laplace applicata ai vasi arteriosi. Chiusura critica dei vasi arteriosi. Legge di Laplace applicata ai vasi capillari.

  Caratteristiche dei vasi

  Caratteristiche generali dei vasi arteriosi, capillari e venosi.

  Leggi dei gas e loro applicazioni

  Equazione dei gas perfetti: Legge di Boyle, Legge di Charles o di Gay-Lussac, seconda Legge di Gay-Lussac e Legge di Avogadro; Legge di Dalton; Legge di Graham; Legge di Henry; Legge di Laplace applicata agli alveoli polmonari.

Testi di riferimento

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Fisiologia Umana – A cura di F. Grassi, D. Negrini e C. A. Porro, Poletti Editore

  Fisiologia – Silverthorn – Casa Editrice Ambrosiana

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Verifica scritta (domande a risposta multipla) e verifica orale per chi supera la verifica scritta.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Inserire nello spazio contrassegnato con i puntini V se la frase è vera, F se l'affermazione è ritenuta falsa.

  1) I neurotrasmettitori che reagiscono con recettori posti sulla membrana post sinaptica

  .... possono provocare EPSP o IPSP

  .... possono provocare depolarizzazione eccitatoria o iperpolarizzazione inibitoria

  .... possono provocare depolarizzazione inibitoria o iperpolarizzazione eccitatoria

  .... possono provocare risposte solo se questi sono recettori-canale

  2) Il potenziale d’azione

  .... è la risposta ad uno stimolo depolarizzante che possono dare tutte le cellule somatiche

  .... è la risposta ad uno stimolo depolarizzante che possono dare cellule elettricamente eccitabili

  .... è la risposta ad uno stimolo depolarizzante che possono dare cellule provviste di un corredo di canali ionici voltaggio-dipendenti per il Na⁺ e per il K⁺

  .... è la risposta ad uno stimolo depolarizzante che possono dare solo i neuroni