Fisiologia (CTF)

Il corso intende fornire le basi molecolari e cellulari del funzionamento integrato dei diversi organi. Il corso è annuale (1° semestre) e comprende 65 ore di lezione.

The course is aimed to furnish the cellular and molecular basis of the integrated functioning of tissues and organs. The course is composed of two modules for 65 hours lessons.

Alla fine del corso gli studenti avranno acquisito i principi molecolari di base che regolano sia le normali funzioni cellulari, e di organo che le funzioni integrate tra i vari organi del corpo umano. Con la conoscenza dei principi di base di Fisiologia gli studenti saranno in grado di studiare in maniera critica gli aspetti molecolari, cellulari e integrativi di alcune importanti malattie o disfunzioni delle quali si conoscono (o si cominciano a conoscere) le cause e i principali approcci terapeutici. Impareranno a capire meglio, non solo l’origine di alcune importanti patologie, ma anche il razionale delle terapie di tipo farmaceutico  finalizzati alla loro cura e prevenzione.

Molecular processes at the basis of cell functioning, and integratd functions among different organs. By knowing the basic principles of Physiology, students wil be able to critically approaching the study of molecular, cellular and integrated aspects of diseases and disfunctions. Origin and causes of main pathologies will be understood, as well as the pharmaceutical procedures for treatment and prevention.

Eccitabilità cellulare. Potenziale elettrochimico, legge di Nernst, potenziale di membrana a riposo, equazione di Goldman. Struttura e funzione della membrana cellulare. Circuito equivalente di membrana. Trasporti passivi e attivi di membrana.

Sistema nervoso. Neuroni e glia. Generazione e propagazione del potenziale d’azione. Conduzione elettrotonica. Conduzione saltatoria. Sinapsi chimica ed elettrica. Trasmissione sinaptica. Principali neurotrasmettitori e loro recettori. Vie di trasduzione del segnale.

Sistema sensoriale. Trasduttori sensoriali: proprietà generali. Sistema somato-sensoriale, visivo, uditivo, vestibolare, gustativo, olfattivo.

Sistema muscolare. Cellula muscolare scheletrica e liscia: struttura. Ciclo dei ponti trasversi. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Metabolismo energetico. Contrazioni isometriche ed isotoniche. Scossa muscolare semplice e tetano muscolare. Contrazione del muscolo. Fatica muscolare. La cellula muscolare cardiaca: struttura, eccitazione, potenziale d’azione cardiaco. Il muscolo liscio: contrazione e suo controllo.

Sistema cardiocircolatorio. Composizione del sangue. Il miocardio: struttura, generazione e propagazione dell’eccitamento. Controllo nervoso dell’attività cardiaca. Elettrocardiogramma: significato e misura. Ciclo cardiaco. Legge di Frank-Starling. Emodinamica: legge di Leonardo e di Poiseulle. Le arterie: pressione arteriosa, resistenza vascolare, compliance, polso pressorio. Controllo arteriolare e  microcircolazione. Il sistema venoso; effetti della gravità. Regolazione della pressione arteriosa. Il riflesso barocettivo.                                             

Sistema respiratorio. Struttura. Ventilazione e meccanica respiratoria. Pressione alveolare ed intrapleurica.  Compliance e tensione superficiale. Ventilazione alveolare. Diffusione e trasporto di O₂ e CO₂. Curva di dissociazione dell’emoglobina.  Effetto Haldane. Equilibrio acido-base. Acidosi e alcalori metabolica e respirtoria.

Sistema renale. I liquidi corporei. Struttura del rene: il nefrone e il circolo renale. La filtrazione glomerulare. Clearance renale. Processi di assorbimento e secrezione lungo il nefrone. Ansa di Henle-loop e moltiplicazione in controcorrente. Controllorenale dell’acqua e del sodio. Vasopressina: meccanismo d’azione e regolazione. Controllo del pH. Riassorbimento e secrezione di K⁺ e Ca²⁺. Regolazione dell’equilibrio acido-base. Risposta renale all’acidosi e all’alcalosi.

Sistema endocrino. Gli ormoni: sintesi, rilascio e meccanismo d’azione. Sistema ipotalamo-ipofisario. Ghiandole surrenali. Ormoni tiroidei. Pancreas endocrino. Ormoni sessuali.

Sistema gastrointestinale. Struttura e funzione. Masticazione e deglutizione. Il riflesso esofageale. Movimenti meccanici dello stomaco. Controllo dello svuotamento gastrico. Motilità e secrezione. Digestione e assorbimento.

Cell excitability. Electrochemical potential, Nernst law, resting membrane potential, Goldmann  equation. Plasma membrane: structure and function. Electrical models of the cell. Passive and active transports.

The nervous system. Neurons and glial cells. Molecular basis of the action potential.  Electrotonic propagation. Saltatory conduction. Electrical and chemical synapses. Synaptic transmission. Neurotransmitters and their receptors. Trasduction pathways.

Sensory system. General properties of sensory cells. Somato-sensory system; vision; auditory and vestibular system; taste and smell.

Muscle. Skeletal and smooth muscle cell: structure and function. Molecular mehanisms of contraction. Excitation-contraction coupling. methabolism. Single-fiber contraction: isometric and isotonic contraction. Twitch-contraction and tetanus. Whole-muscle contraction. Muscle fatigue. Cardiac muscle cells: structure, excitation, cardiac action potentials. The smooth muscle: mechanisms of contraction and its control.

Cardiovascular system. The blood. The heart: structure, innervation, autonomic control. The electrocardiogram. The cardiac pump. The cardiac cycle. The Frank-Starling law and neuro-hormonal controls of heartbeat.  Hemodynamics: Leonardo and Poiseuille laws. The arteries: mean arterial pressure, vascular resistance, arterial compliance and pulse pressure. The arterioles. Capillaries and microcirculation. Veins: determinants of the venous pressure and the effects of gravity. Regulation of systemic arterial pressure. Baroreceptor reflexes.

Respiratory system. The respiratory system. Ventilation and lung mechanics. Alveolar and intrapleural pressure. Lung compliance and the surface tension. Alveolar ventilation. The O₂ and CO₂ diffusion capacity. Alveolar and tissue gas pressures. Transport of O₂ and CO₂ in blood. The O₂-hemoglobin dissociation curve. Haldane effect. Acid-base equilibrium. Metabolic and respiratory acidosis and alkalosis.

Renal system. Structure of the kidney, the nefron. Glomerular filtration. Renal clearance. Formation and composition of urine. Tubular reasorption and secretion. The Henle-loop and the countercurrent-multiplier system. Renal sodium and water regulation. Osmoreceptor and baroreceptor control of vasopressin secretion. The hydrogen ion regulation. Reasorption and secretion of K⁺ and Ca²⁺. Regulation of the acid-base equilibrium. Renal responses to acidosis and alkalosis.

Endocrine system. The hormones: synthesis, release and mechanisms of action. Hypothalamus and pituitary gland. Neurohypophysis. Adenohypophysis. Adrenal glands. Thyroid gland. Pancreatic islets. Reproductive glands.

Gastrointestinal system. Structure and regulation of the gastrointestinal tract. Esophageal function. Gastric motility. Gastric motility. Gastric motility. Digestion and absorption.