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Oggetto:
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Fisiologia generale

Oggetto:

Anno accademico 2010/2011

Codice dell'attività didattica
MFN0408
Docenti
Prof. Giuseppe Alloatti
Prof. Maria Pia Gallo
Corso di studi
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
2° anno
Periodo didattico
II semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD dell'attività didattica
BIO/09 - fisiologia
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Programma

La fisiologia: le scale e gli ambiti. Gli ambienti intra ed extracellulare della cellula e degli organismi. Omeostasi.
La membrana plasmatica e gli scambi di materia ed energia fra interno ed esterno; meccanismi di trasporto di molecole neutre e cariche: canali ionici e carriers. Struttura e funzione dei trasportatori. Trasporti attivi e passivi. Flussi di acqua. Pressione osmotica. Epiteli assorbenti e secernenti. Trasporti transepiteliali.

ESERCITAZIONE SU TRASPORTI E OSMOSI

Leggi della diffusione e dell’elettrodiffusione. Gradienti ionici ai capi della membrana plasmatica e origine dei fenomeni bioelettrici. Potenziale di membrana a riposo. Selettività ionica delle membrane biologiche. Circuito equivalente della membrana plasmatica. Variazioni transienti del potenziale di membrana, generazione di segnali elettrici e regolazione di funzioni cellulari.
La comunicazione fra le cellule: modalità di comunicazione chimica. Il calcio come messaggero intracellulare.
Sistema nervoso: principi funzionali, dal ganglio alla cefalizzazione. Cellule e segnali nervosi: eccitabilità, sinapsi e integrazione neuronale  Processing del segnale e principi dei circuiti neuronali: convergenza e divergenza, interneuroni inibitori e eccitatori a feedback/forward.  Propagazione lungo gli assoni.

ESERCITAZIONE SUL POTENZIALE D’AZIONE

Fisiologia sensoriale: principi generali di trasduzione sensoriale. Potenziale di recettore ed adattamento. Meccanocezione: sistema uditivo e organo dell’equilibrio, propriocettori, barocettori. Trasduzione sensoriale nei fotorecettori retinici. Sensi chimici: gusto ed olfatto. recettori viscerali. Termocettori e nocicettori.

ESERCITAZIONE SUI SISTEMI SENSORIALI

Fisiologia del muscolo. Il muscolo scheletrico dei vertebrati: le basi molecolari del meccanismo contrattile. Rilascio del calcio dal reticolo sarcoplasmatico ed accoppiamento eccitamento-contrazione. Meccanica della contrazione muscolare. Regolazione della contrazione muscolare nei diversi tipi di muscolo (scheletrico, liscio e cardiaco). Controllo motorio.

ESERCITAZIONE SULLA FISIOLOGIA DEL MUSCOLO

Funzioni nervose centrali. Sistema reticolare attivatore ed attività elettrica cerebrale (EEG). Funzioni superiori del  SN: apprendimento e memoria.
Funzioni neurovegetative: ipotalamo, sistema nervoso autonomo e sistema endocrino.
I liquidi circolanti: funzioni della parte liquida e cellulare del sangue.
Sistema circolatorio:, struttura e funzione del sistema cardiocircolatorio nei vertebrati (cenni sugli invertebrati); il cuore come pompa (attività elettrica e meccanica del cuore), I vasi sanguigni e la circolazione: pressione e velocità del sangue, i capillari e gli scambi con i tessuti. Regolazione ed adattamenti del sistema cardiocircolatorio.

ESERCITAZIONE SUL SISTEMA CARDIOCIRCOLATORIO

Sistema respiratorio: principi generali, organizzazione funzionale delle strutture respiratorie; respirazione in ambienti diversi e confronto tra i vari tipi di sistema respiratorio (aspetti comparati). Meccanica della respirazione e diffusione dei gas attraverso le superfici respiratorie. Funzione respiratoria del sangue: trasporto di ossigeno e anidride carbonica, funzione tampone del sangue. Regolazione nervosa e chimica della respirazione, aggiustamenti respiratori ed attività muscolare.

ESERCITAZIONE SUL SISTEMA RESPIRATORIO

Sistema digerente: anatomia funzionale del canale alimentare, controllo della funzione gastrointestinale, motilità, secrezione e assorbimento nei diversi distretti del sistema digerente, concetti di bilancio energetico e metabolismo, evoluzione del sistema digerente.
Regolazione osmotica della cellula e degli organismi nel loro ambiente. Urea, acido urico, ammoniaca, altri prodotti azotati. Funzione renale: organizzazione morfofunzionale, processi di filtrazione, assorbimento e secrezione nel nefrone, varietà delle strutture tubulari. Bilancio idrico.

ESERCITAZIONE SUI SISTEMI DIGERENTE ED ESCRETORE

ESERCITAZIONE RIPASSO: simulazione della prova scritta.



General concepts and principles of physiology. Intra- and extracellular fluids composition and adaptations to the external environment. Homeostasis.
Plasma membrane: energy and materials transports across cell membrane; how charged or uncharged molecules are transported: ionic channels and carriers. Structure and function of membrane transporters. Active and passive mechanisms. Water movements. Osmotic pressure. Transports across epithelia.
The laws of diffusion and electrodiffusion. Ionic gradients across plasma membrane and the origin of bioelectric phenomena. Resting membrane potential. Ionic selectivity of biological membranes. Transient variations of membrane potential, generation of electrical signals and effects on cell functions.
Cell communication: how chemical messangers work. Calcium ion as intracellular messanger.
Nervous system: general principles, from the ganglion to cephalization. Neurons and nervous signals: cell excitation, synapsis and neuronal integration. Signal processing and general principles of neuronal networks: convergence and divergence, inhibitory and excitatory interneurons in feedback/forward pathways.  Transmission along the axon.
Sensory physiology: general principles of  sensory transduction. Electrical events in receptors, coding and adaptation. Mechanoreceptors: hearing and equilibrium, proprioception, baroceptors. Sensory transduction in photoreceptors. Chemical senses: smell and taste,  visceral receptors. Temperature and pain receptors.
Muscle physiology. The skeletal muscle in vertebrates: molecular basis of contraction. Calcium release from sarcoplasmic reticulum and excitation-contraction coupling. Mechanical events in muscle contraction. Muscle contraction regulation in the different types of muscle fibers  (skeletal, smooth and cardiac muscle). Control of  motor activity.
Cerebral cortex, reticular activating system and the electrical activity of the brain (EEG). Higher functions of the nervous system: conditioned reflexes, learning and memory.
Central regulation of vegetative functions: hypothalamus, autonomic nervous system and endocrine system.
Circulating body fluids: their composition and functions of plasma and blood cells.
Circulatory system. Structure and functions of the heart and circulatory system in vertebrates. The heart as a pump (electrical and mechanical activities of the heart). Blood vessels and circulation: pressure and velocity of blood, the capillaries and equilibration with interstitial fluid. Regulatory mechanisms and adaptations of the heart and circulatory system.
Respiration: general principles, structure and functions of air passages and respiratory surfaces; the effect of environment of respiration and comparative physiology of respiration. Mechanics of respiration and gas exchanges. Gas transport between the lungs and tissues: structure and function of hemoglobin, the transport of carbon dioxide and the blood as a buffer. Regulation of the respiration: neural and chemical control of the breathing, respiratory adjustments during exercise.
Digestion: structure and functions of the gastrointestinal system, regulation of the gastrointestinal function, motility, the processes of secretion and absorption in the different tracts of digestive system: The basis of energy balance and metabolism, evolution of digestive system
Regulation of extracellular fluid tonicity at the cell level and adaptations to different environments. Urea, uric acid, ammonia and other nitrogen products. Renal function: functional anatomy of the kidney, glomerular filtration, tubular processes of absorption and secretion, comparative properties of the nephron, water balance.



Finalità
Il corso si propone di fornire una visione completa della fisiologia generale, a partire dai meccanismi di funzionamento della cellula, fino alla fisiologia integrata. Gli aspetti cellulari di cui si occupa la prima parte sono necessari per comprendere la fisiologia degli organi e apparati che verrà affrontata nella seconda, sia dal punto di vista comparato che umano, con particolare riguardo ai meccanismi di regolazione e mantenimento della omeostasi.
Obiettivi
Acquisiti i fondamenti della fisiologia cellulare, l’allievo dovrà essere in grado di affrontare lo studio dei sistemi e degli apparati, conoscendo i meccanismi con cui le cellule esercitano la propria funzione e, integrandosi, regolano la propria attività in base all’interazione con altri elementi dell’organismo.
Le conoscenze di fisiologia degli organi e le loro interazioni sono necessarie per comprendere la genesi dei fenomeni fisiopatologici che conseguono all’incapacità di mantenere i processi omeostatici.



Munaron-Lovisolo, Fisiologia della cellula, Bollati Boringhieri, 2003
Stanfield & Germann Fisiologia Umana Edises, Milano, 2009
Hill, Wyse, Anderson: Fisiologia Animale. Zanichelli, Bologna, 2006.

E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
Berne & Levy Principi di Fisiologia, Ambrosiana, Milano, 2002
Rhoades & Tanner Fisiologia Medica, Edises, Napoli, 1996
Silverthorn Fisiologia Umana, Ambrosiana 2000

Infine sono di seguito indicati altri siti internet di interesse:
http://www.interactivephysiology.com
http://science.nhmccd.edu/biol/ap1int.htm#brain



Esame scritto con 36 domande a scelta multipla e 2 domande aperte. A richiesta, lo studente può scegliere di sostenere integralmente l’esame in forma orale.


Propedeuticità: Biologia della Cellula e dei Tessuti e Chimica Organica (solo per gli immatricolati dal 2010/2011).

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria; per i corsi di laboratorio e le attività di esercitazione relative ai corsi la frequenza è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste. 

Oggetto:

Note

Curriculum Biomolecolare Cellulare, Curriculum Ecologico Ambientale, Curriculum Tecnico Analitico

Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 23/09/2011 17:04
Location: https://biologia.campusnet.unito.it/robots.html
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