Il corso fornisce nozioni indispensabili inerenti le funzioni vitali dell'uomo. Alla fine del corso lo studente deve dimostrare di aver compreso il funzionamento dei diversi organi del corpo umano, la loro integrazione negli apparati, i meccanismi generali di controllo di questi in condizioni normali. Il corso deve inoltre contribuire a conferire "atteggiamento scientifico" allo studente sulla base della conoscenza delle tecnologie sviluppate per lo studio.
L’acquisizione di conoscenze appropriate delle funzioni cellulari, tissutali, d’organo e sistemi fornisce il background perla comprensione sia delle funzioni fisiologiche del corpo umano in presenza di alterazioni funzionali e condizioni patologiche, sia della base dell’azione dei farmaci e delle strategie di medicina rigenerativa.
Prerequisiti
Propedeuticità
Metodi Didattici
Lezioni frontali
Altre Informazioni
Materiale didattico e programma del corso disponibile su moodle UNIFI
Modalità di verifica apprendimento
Esame di profitto scritto (12 appelli annuali) in cui si accerta l'acquisizione di conoscenze appropriate delle basi delle funzioni fisiologiche del corpo umano e il grado di sviluppo di un' attitudine scientifica allo studio in ambito biotecnologico.
Programma del corso
Fisiologia cellulare. Membrane e meccanismi di trasporto. Compartimenti idrici dell’organismo e loro composizione chimica. Permeabilità selettiva della membrana plasmatica. Diffusione e osmosi. Tonicità. Flusso in campo elettrico. Meccanismi di trasporto attivo e passivo. Canali e trasportatori di membrana. Pompa sodio-potassio.
Proprietà elettriche delle cellule eccitabili. Equilibrio elettrochimico: equazione di Nernst e sua derivazione. Equilibrio di Donnan. Potenziale di equilibrio dei principali ioni. Potenziale di membrana di riposo. Correnti ioniche di membrana: Canali e conduttanze. Proprietà elettriche passive della membrana plasmatica.Potenziale d’azione: Caratteristiche. Correnti ioniche responsabili del Potenziale d’azione e tecnica del voltageclamp. Proprietà dei canali voltaggio dipendenti. Refrattarietà. Propagazione nelle fibre amieliniche e mieliniche. Trasmissione sinaptica. Sinapsi elettriche e sinapsi chimiche. Principali neurotrasmettitori. Proprietà dei canali ligando-dipendenti. Recettori ionotropici e metabotropici. Potenziale post-sinaptici eccitatori e inibitori (EPSP, IPSP). Meccanismi presinaptici di liberazione del neurotrasmettitore. Inibizione presinaptica. Giunzione neuromuscolare e potenziale di placca. Sinapsi interneuroniche: Integrazione neuronale; sommazione spaziale e temporale di EPSP e IPSP
Muscolo scheletrico. Organizzazione funzionale. Basi strutturali e molecolari della contrazione. Teoria dello scorrimento dei filamenti. Ciclo dei ponti trasversali. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Meccanica della contrazione muscolare. Scossa e tetano. Contrazioni isometriche ed isotoniche. Relazione forza-velocità e tensione-lunghezza. Fibre rapide e fibre lente. Unità motoria.
Neurofisiologia. Organizzazione anatomo-funzionale del sistema nervoso. Recettori sensoriali: struttura e classificazione. Trasduzione e codificazione del segnale. Riflessi e basi dell’ integrazione sensorimotoria.
Fisiologia d’organo
Sistema cardiovascolare.
Cuore. Miocardio di lavoro e di conduzione. Struttura e ultrastruttura del miocardio. Proprietà meccaniche della contrazione. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Contrattilità. Relazione tensione-lunghezza. Elettrofisiologia cardiaca: potenziali d’azione cardiaci; autoritmicità e gerarchia nella generazione del ritmo. Elettrocardiogramma. Ciclo cardiaco. Gittata cardiaca e regolazione intrinseca e estrinseca: : fattori che influenzano la gittata sistolica e la frequenza cardiaca. Effetti del sistema nervoso autonomo sul cuore. La legge di Frank-Starling.
Sistema circolatorio. Principi di emodinamica: flusso ematico, pressione e resistenze. Equazione di Poiseuille. Circolazione sistemica: caratteristiche morfofunzionali e proprietà biofisiche dei vasi ematici. Pressione sistolica, diastolica e arteriosa media. Misurazione della pressione arteriosa. Distribuzione del sangue ai tessuti e resistenza a livello delle arteriole. Scambio a livello dei capillari. Meccanismi del ritorno venoso.
Fisiologia d’organo
Sistema respiratorio. Generalità e funzioni. Cenni di anatomia funzionale. Meccanica respiratoria Muscoli respiratori. Ciclo respiratorio. Volumi e capacità polmonari. Spirometria. Ventilazione polmonare e alveolare. Proprietà elastiche del polmone. Resistenza delle vie aeree. Differenze regionali di perfusione. Scambi gassosi. Relazione ventilazione/perfusione. Trasporto dei gas nel sangue. Controllo della respirazione.
Cenni di fisiologia renale e del sistema gastrointestinale. Funzioni motorie e secretorie del sistema gastrointestinale.