FISIOLOGIA I - canale 4

Obiettivi formativi

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Fisiologia e Biofisica:

  • Conoscere le leggi biofisiche che regolano il funzionamento dell’organismo
  • Conoscere la neurofisiologia di base, con particolare riferimento ai meccanismi di eccitabilità cellulare
  • Avere le basi teoriche per comprendere le applicazioni di tali leggi nella pratica clinica

Prerequisiti richiesti

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Materie propedeutiche da piano di studio.

Frequenza lezioni

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Frequenza obbligatoria.

Contenuti del corso

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  BIOFISICA

  LA CELLULA COME SISTEMA INTEGRATO: Equilibrio dinamico, compiti della cellula, la cellula come sistema termodinamico, concetti di energia ed entropia, 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, steady state, regolazione delle funzioni cellulari.

  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, Legge di Avogadro, Legge di Dalton, Legge di Graham, Legge di Henry, Legge di Laplace. Applicazioni fisiologiche e patologiche.

  COMPARTIMENTI IDRICI ED OMEOSTASI: I grandi compartimenti idrici: il compartimento extracellulare e quello intracellulare. Loro dimensione volumetrica e metodi usati per la determinazione. Fonti ed eliminazione di liquidi dall’organismo. Il bilancio dell’acqua e dei sali. Scambi di acqua e di elettroliti attraverso le membrane biologiche. Gradiente di concentrazione e gradiente elettrochimico. Le soluzioni fisiologiche, isotoniche ed isoosmotiche, ed il loro impiego. La pressione osmotica: definizione, unità di misura, valore plasmatico. Legge di van’t Hoff, Equilibrio di Gibbs-Donnan. La pressione idrostatica. La pressione colloidoosmotica e oncotica: valore plasmatico e sue oscillazioni. Conseguenze delle variazioni della pressione oncotica plasmatica. Legge di Starling e scambi capillari. Edema.

  PRINCIPI DI EMODINAMICA ED EMOREOLOGIA: Considerazioni generali sulla circolazione. Entità e velocità del flusso nei vari distretti del sistema vascolare. Caratteristiche anatomo-funzionali generali dei vasi arteriosi, capillari e venosi. Flusso ematico: Fattori fisici che influenzano il flusso ematico. Principio di Bernoulli. Pressione, resistenza e flusso: legge di Hagen-Poiseuille. Viscosità: relazione tra viscosità ed ematocrito. Turbolenza. Legge di Laplace applicata ai vasi. Meccanismi di controllo nervoso, ormonale e umorale del tono vasale.

  CANALI IONICI E POTENZIALE DI MEMBRANA: Eccitabilità cellulare: polarizzazione della membrana cellulare (distribuzione ionica ai due lati della membrana e sua genesi, misurazione della polarizzazione, conduttanza). Canali ionici: canali ionici voltaggio-dip. per sodio, potassio, calcio, cloro (caratteristiche, funzioni, principali agonisti e antagonisti), patch clamp, canalopatie. Potenziali: Potenziale di membrana, equilibrio elettrochimico, equazione di Nernst, equazione di Goldman. Potenziale d’azione: caratteristiche e genesi. Legge del “tutto o nulla”. Periodo refrattario. Ripolarizzazione della membrana. Potenziali graduati. La conduzione dell’eccitamento lungo le membrane eccitabili. Velocità di propagazione. Propagazione punto a punto e conduzione saltatoria (guaina mielinica).

  TRASMISSIONE SINAPTICA: Comunicazione tra elementi eccitabili. Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche. Tipi di sinapsi. Neurotrasmettitori e neuro peptidi: sintesi, trasporto, liberazione e secrezione, ciclo del neurotrasmettitore, ciclo delle vescicole sinaptiche (trafficking). Giunzione neuromuscolare. Potenziale di placca, Potenziale in miniatura, Rilascio quantico del neurotrasmettitore. Integrazione e trasmissione sinaptica nel SNC (EPSP, IPSP, sommazione spaziale e temporale). Recettori ionotropici e metabotrobici. Plasticità sinaptica, legge di Hebb, plasticità breve e a lungo termine (long-term potentiation e long-term depression).

  NEUROTRASMETTITORI e RECETTORI:

  • Acetilcolina, Recettori ionotropici nicotinici, Recettori metabotropici muscarinici, Sinapsi colinergiche, Principali agonisti e antagonisti, Cenni delle patologie correlate (Miastenia gravis).
  • Glutammato e ciclo glutammato-glutammina, Recettori ionotropici NMDA, AMPA, Kainato, Recettori metabotropici. Coinvolgimento nei fenomeni di plasticità sinaptica (LTP). Principali agonisti e antagonisti, Eccitotossicità da glutammato, Cenni di patologie correlate (Malattia di Alzheimer, Ipotesi glutammatergica della schizofrenia).
  • GABA, Recettori ionotropici e metabotropici, Azione di benzodiazepine, barbiturici e alcol.
  • Catecolamine, Recettori per le catecolamine, Ruolo nel SNA, Meccanismi dello stress
  • Dopamina, Recettori per la dopamina, Cenni di patologie correlate (Dipendenze, Morbo di Parkinson e Schizofrenia)
  • Serotonina, Recettori serotoninergici e sostanze che agiscono sui recettori serotoninergici
  • Endocannabinoidi e oppioidi, meccanismo d’azione dei principali tipi di droghe (cocaina, amfetamine, eroina, allucinogeni etc.)
  • Trasmissione retrograda: sistema NO/cGMP

  CONTRAZIONE MUSCOLARE:

  • Muscoli scheletrici. Struttura, Miofibrille, Sarcomero e meccanismo contrattile, Teoria dello scorrimento dei filamenti e dei ponti trasversali, Placca motrice, Accoppiamento eccitazione-contrazione, Scossa semplice e tetano muscolare, Contrazione isometrica ed isotonica, curva tensione-lunghezza, curva tensione-velocità, Energetica muscolare, Consumo di O2, Lavoro, Rendimento e Fatica muscolare. Tipi di fibre muscolari. Innervazione dei muscoli scheletrici. Elettromiogramma.
  • Muscoli lisci. Generalità, Muscoli unitari e multiunitari, Struttura, Meccanismi di contrazione, Regolazione della contrazione (controllo del tono arteriolare), Biomeccanica.
  • Muscolo cardiaco. Generalità, Struttura, Meccanismi di contrazione, Regolazione della contrazione, Biomeccanica.

  IL SISTEMA NERVOSO: GENERALITÀ:

  • Il neurone come unità morfologica, funzionale, biochimica e trofica del sistema nervoso.
  • La glia. Macroglia e microglia. La sintesi della mielina sia a livello centrale che periferico.

Testi di riferimento

• FISIOLOGIA E BIOFISICA
  • Fisiologia medica, a cura di F. Conti – EdiErmes
  • Fisiologia Medica di Guyton e Hall - Elsevier
  • Fisiologia e Biofisica medica, a cura di F. Baldissera – Poletto Editore

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  Prova scritta ed esame orale se richiesto.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• FISIOLOGIA E BIOFISICA

  L'esame si avvale di una prova scritta propedeutica all'eventuale prova orale.

  Prova scritta

  • Consiste in un compito composto da 15 argomenti. Ad ogni argomento corrispondono 4 affermazioni.
  • Ad ognuna delle affermazioni bisogna rispondere con Vero o Falso.

  Prova orale

  • Per avere accesso alla prova orale è neccessario il superamento della prova scritta.
  • La prova orale consiste in alcune domande inerenti il programma.

  Esempi di prova scritta:

  • La pressione osmotica:
    • spinge le molecole di solvente da una soluzione ipertonica a una ipotonica
    • dipende dalla molarità
    • delle proteine plasmatiche è responsabile dei processi di filtrazione
    • proteine plasmatiche è di circa 25-28 mmHg
  • Il periodo refrattario:
    • mantiene costante la forma del potenziale di azione
    • è responsabile della limitazione delle frequenze di scarica dei potenziali di azione
    • è determinato dal blocco in fase di apertura dei canali del Sodio
    • relativo è dovuto ad una iperpolarizzazione di membrana